Një njësi aritmetike logjike (ALU) - çfarë është ajo?

Siç është e njohur, procesor kompjuter përbëhet nga katër komponente themelore: një njësi aritmetike logjikë, një njësi input / output, dhe njësitë e ruajtjes dhe të kontrollit. një arkitekturë e tillë e përcaktuar në shekullin e kaluar, dhe, pavarësisht nga fakti se ajo mori një kohë të gjatë, struktura klasike e von Neumann mbetet relevant.

Çfarë është ALU?

Njësia aritmetike-Logjikë - është një nga komponentët e procesorit që është e nevojshme për të zbatuar logjikës dhe aritmetike-tipit transformime, duke filluar dhe përfunduar shprehjet elementare të komplikuara. operandët bit e përdorur është konsideruar të jetë gjatësia e një fjale, apo madhësisë.

Detyra kryesore e ALU është e përpunimit të dhënat e ruajtura në kujtesën e kompjuterit. Përveç kësaj, njësia logjika aritmetike është në gjendje për të prodhuar sinjale të kontrollit që të drejtojë një kompjuter për të zgjedhur rrugën e duhur për të kryer procesin e nevojshëm informatikë në varësi të llojeve përfundimtare të dhënave. Të gjitha operacionet përfshijnë qarqet elektronike, secila prej të cilave strukturore është i ndarë në mijëra e artikujve. bordeve të tilla zakonisht bystrodeystvennye dhe kanë densitet të lartë.

Në varësi të sinjaleve që janë input, i ALU kryejnë lloje të ndryshme të operacioneve me dy numra. Çdo aritmetike logjikë pajisje kompjuterike parashikon zbatimin e veprimeve të katër themelore, ndërrime dhe transformimeve logjike. Set operacionet ALU - është karakteristikë e saj kryesore.

Komponentet e njësisë aritmetike-Logjikë - katër grupet kryesore të nyjeve që korrespondojnë me procesin e kontrollit, transmetimin, ruajtjen dhe konvertimin e të dhënave hyrëse.

Storage nyjet ALU

Kjo kategori përfshin:

• shkakton, duke e mbajtur copa ndihmëse dhe karakteristika të ndryshme të rezultateve;
• regjistrat që janë përgjegjës për integritetin e operandëve, të ndërmjetme dhe rezultatet përfundimtare.

Ndonjëherë regjistron njësi logjika aritmetike mund të kombinohen në një njësi e dedikuar e kujtesës, dhe shkakton - të formojnë një regjistër statusit të vetëm.

nyjet e transmetimit ALU

Kjo kategori përfshin:

• Autobusi nderlidhura blloqet e pajisjes;
• multiplexers dhe valvulat, është përgjegjës për zgjedhjen e drejtimin e saktë të operacioneve.

Nyjet transformuar ALU

Këto përfshijnë:

• nepërkës veprojë mikro-ops;
• qarqeve të kryer operacione logjike;
• shifters;
• correctors për aritmetikë dhjetore;
• converters kod, që përdoren për të marrë të dhëna shtesë ose kundërt;
• sportelet për numëruar numrin e cikleve të kryera për zbatimin e transformimeve ndihmëse.

nyjet e kontrollit ALU

Kjo kategori e objekteve janë:

• një njësi kontrolli;
• sinjalet decoder;
• konvertimin karakteristikat e qark logjikë të nevojshme për formimin e degëve të firmware për të ekzekutuar.

Njësia e Veprimit procesor kontrollit

Ky bllok është përgjegjës për prodhimin e sekuencave funksionale të sinjaleve të nevojshme për ekzekutimin e saktë të një komandë të caktuar. Në mënyrë tipike, konvertimit të tilla janë realizuar në disa cikle.

Njësia e kontrollit siguron ekzekutimin automatik të programit. Mbështetur këtë teknologji është e nevojshme për të koordinuar punën e degëve të tjera të komponentëve të komponenteve të makinës.

Gjatë njësinë e kontrollit operacion përgjigjet microprogramming parim themelor për të pasur një numër të karakteristikave të qarta.

Klasifikimi ALU

Njësia aritmetike logjikë që veprojnë në bazë të variablave të procesit janë të ndarë në paralel dhe serial. Dallimi kryesor në mes të ALU është një metodë e paraqitjes së operandëve dhe operacionet.

Nga natyra e përdorimit të njësisë aritmetike-logjike dhe të ndarë nga blloku multifunksionale. Në llojin e parë ALU për të kryer operacione me forma të ndryshme të numrave prehje të përdorura janë të njëjta qarqeve të cilat janë përshtatur për mënyrën e operimit me të dhënat e kërkuara. Në pajisje bllok, të gjitha operacionet e kryera me anë të llojeve të të dhënave të shpërndarjes. Për operacionet me numrat dhjetore, fushat alfabetik dhe numerike, pika numerike lundrues ose ndreqen me anë të skemave të ndryshme. Në këtë rast, një njësi logjika aritmetike është shumë më shpejt për shkak të ekzekutimit paralel të detyrës së dhënë. Por ata gjithashtu kanë një pengesë - rritur shpenzimet për të mbështetur pajisje.

Një njësi aritmetike logjikë sipas metodës së prezantimit mund të përdoret për:

• decimal;
• numrat decimal;
• Numrat pikë fikse.

operacionet pajisje

Struktura përfshin një numër të operacioneve të ALU nëpërmjet funksioneve logjike të cilat janë ndarë në grupet e mëposhtme:

• aritmetike decimal;
• aritmetike binar për numrat me një pikë të qartë;
• shprehjet hexadecimal aritmetikore për ndarës lundrues;
• Udhëzim modifikim adresat;
• lloj logjike operacion;
• konvertimi i fushave alfanumerike;
• aritmetike të veçantë.

kompjutera moderne elektronike janë në gjendje për të realizuar të gjitha llojet e mësipërme të veprimtarisë, dhe microcomputers nuk e kanë këtë funksionalitet bazë, kështu që procedurat më të ndërlikuara kryer nga lidh rutinat vogla.

Aritmetik dhe procedurën logjike

Të gjitha veprimet ALU mund të ndahen në disa grupe.

Operacionet aritmetike përfshijnë ndarjen, shumëzimin, modulet Zbritja zbritje të zakonshëm dhe shtesë.

Nga transformimeve logjike grup përfshin logjike "dhe" dhe "ose", që është, lidhëza dhe shkëputje, dhe krahasimi i të dhënave në barazi. procedurat e tilla janë zakonisht kryhet në fjalë binare të përbërë nga një shumicë e bit.

Operacionet speciale aritmetike përfshijnë turne normalizimi, logjike dhe aritmetike. Në mes të këtyre transformimeve një ndryshim të rëndësishëm. Nëse ndryshim aritmetike në vend të ndryshojë vetëm shifra numerike, atëherë bit logjike shenjë është i lidhur me mocionin.

Çdo operacion, i cili zhvillohet duke përdorur njësinë aritmetike-logjike, mund të quhet një sekuencë të funksioneve logjikë të tipit, të cilat janë të përshkruara logjikën multibit për kompjutera elektronike. Për shembull, për një kompjuter binar përdor logjikën binare, dhe kështu me radhë, deri në sistemin e dhjetore.

Absolutisht të gjitha transformimet aritmetike-logjike ka operandëve e veta dhe rezultatet e prodhimit janë interpretuar si vargjet bit me gjashtëmbëdhjetë copa. Përjashtimet e vetme janë primitives nënshkruar divs ndarje. Një shumëllojshmëri e flamujve të lejojë për të interpretuar të dhënat për prodhimin e dy numrave me një minus ose plus del nga shtrati. Logjika është e bazuar në transformimin e copa modulo aritmetike. Flamuri është vendosur, në qoftë se ka pasur ndryshime të papritura në shenjë. Për shembull, duke shtuar dy numra pozitiv, ju keni për të marrë një rezultat me një shenjë "+". Por në qoftë se ka një kryer në njësi vendosjen shenjë bit, dhe rezultati është negativ, flamuri del nga shtrati është vendosur.

Logjika është e bazuar në copë bit aritmetike unsigned. Ky flamur është vendosur nga sistemi, në qoftë se kryer gjeneruar nga pak më të rëndësishme nuk mund të shkruhet si rezultat i kësaj. Kjo bit ALU shumë efektive kur përdoret me transformime përfaqësitë fjalëshumë.

përfundim

ALU është përdorur për të kryer transformime logjike dhe aritmetike mbi operandëve të kërkuara në rolin që shpesh shërbejnë komandat apo numrat e kodit. Pas hapa kryejnë Rezultati është kthyer në pajisje ruajtje për përdorim në llogaritje e mëposhtme.