Jedinica aritmetičke logike (ALU) - što je to?

Kao što je poznato, računalo procesor se sastoji odčetiri osnovne komponente: aritmetička logička jedinica, I / O modul, kao i memorije i upravljačke jedinice. Ta je arhitektura definirana u prošlom stoljeću i, unatoč tome što je prošlo puno vremena, klasična struktura von Neumann ostaje relevantna.

Što je ALU?

Aritmetička logička naprava je jedan odkomponente procesora, što je neophodno za provedbu transformacije logičkog i aritmetičkog tipa, počevši osnovno i završavajući složenim izrazima. Veličina bita operanda koji se koriste obično se smatra dužinom riječi ili veličinom.

aritmetička logička jedinica

Glavni zadatak ALU-a je obradapodatke spremljene u RAM-u računala. Osim toga, aritmetička jedinica logike je sposobna proizvoditi kontrolne signale koji usmjeravaju računalo kako bi odabrali ispravan put za obavljanje potrebnog računalnog procesa, ovisno o konačnim vrstama podataka. Sve operacije uključuju elektroničke sklopove, od kojih je svaka strukturno podijeljena na tisuće elemenata. Takve ploče su obično velike brzine i vrlo guste.

Ovisno o signalima koji se šalju naulaz, ALU obavlja različite vrste operacija s dva broja. Bilo koji aritmetički-logički uređaj računala osigurava implementaciju četiri osnovne radnje, smjene i logičke transformacije. Skup ALU operacija je glavna karakteristika.

upravljačke uređaje

Komponente aritmetičko-logičkog uređaja su četiri glavne skupine čvorova koje odgovaraju procesima kontrole, prijenosa, pohrane i transformacije ulaznih podataka.

ALU jedinice za pohranu

Ova kategorija uključuje:

  • Pokreće se pohranjivanje pomoćnih bitova i različitih znakova rezultata;
  • Registri odgovorni za integritet operanda, srednje i konačne rezultate.

Ponekad se registri aritmetičko-logičkog uređaja mogu kombinirati u specijalizirani blok memorije, a okidači - čine jedinstveni registar stanja.

Prijenosni čvorovi ALU

Ova kategorija uključuje:

  • autobuse koji povezuju blokove uređaja između sebe;
  • Multiplekseri i ventili odgovorni za odabir ispravnog smjera operacija.

Čvorovi konverzije ALU

To uključuje:

  • ljeta koja obavljaju mikro operacije;
  • sheme izvršenja logike;
  • mjenjača;
  • korektori za decimalnu aritmetiku;
  • kodni pretvarači koji se koriste za dobivanje inverznih ili dodatnih podataka;
  • brojači za brojenje broja završenih ciklusa i za provedbu pomoćnih transformacija.

Kontrolni čvorovi ALU

Ova kategorija objekata uključuje:

  • upravljačka jedinica;
  • dekoder signala;
  • logičke sheme pretvorbe potrebne za stvaranje grana za izvršavanje firmwarea.

Djelovanje upravljačke jedinice procesora

Ova jedinica je odgovorna za generiranje redoslijeda funkcionalnih signala potrebnih za ispravno izvršenje navedene naredbe. U pravilu, takve transformacije su realizirane za nekoliko ciklusa.

Upravljački uređaj omogućuje automatsko izvođenje programa. Istodobno, uključene su potrebne koordinirane grane ostalih komponenti stroja.

Osnovno načelo mikroprogramiranja, koje ima jasan broj svojstava, odgovoran je za rad upravljačkog uređaja.

Razvrstavanje ALU

Aritmetičke logičke uređaje po metodiVarijable su podijeljene na paralelne i sekvencijske varijable. Glavna razlika između ovih ALU-a leži u načinu na koji su operandi predstavljeni i operacije izvedene.

Po prirodi uporabe aritmetičko-logičkeuređaji su podijeljeni u višefunkcijski i blokirani. U ALU prvog tipa koriste se iste sheme za obavljanje poslova s ​​različitim oblicima reprezentativnih brojeva koji se prilagođavaju zatraženom načinu rada s podacima. U bloknim uređajima sve se operacije vrše putem distribucije prema vrsti podataka. Za operacije s decimalnim brojevima, numerička i abecedna polja, znamenke s plutajućim ili fiksnim točkom, koriste se različite sheme. Istodobno, aritmetička logička jedinica radi mnogo brže zbog paralelne izvedbe zadanih zadataka. Ali oni također imaju nedostatak - povećane troškove za podršku u opremu.

Aritmetički-logički uređaj može se koristiti za:

  • decimalni brojevi;
  • brojevi s pomičnim zarezom;
  • brojevi s fiksnom točkom.

Operacije uređaja

Struktura ALU pretpostavlja izvršavanje akcija kroz logičke funkcije, koje su podijeljene u takve skupine:

  • decimalna aritmetika;
  • binarnu aritmetiku za brojeve s jasno označenom točkom;
  • heksadecimalni aritmetika za izraze s plutajućim graničnikom;
  • izmjena adresa naredbi;
  • logičke vrste operacija;
  • transformacija alfanumeričkih polja;
  • posebna aritmetika.

aritmetičke operacije

Moderna elektronska računalamogu implementirati sve gore navedene vrste aktivnosti, a mikro računala nemaju takvu osnovnu funkcionalnost, pa se najsloženije postupke provode povezivanjem malih potprogrami.

Aritmetičke operacije i logičke procedure

Sve akcije ALU mogu se podijeliti u nekoliko skupina.

Aritmetičke operacije uključuju podjelu, množenje, oduzimanje modula, normalno oduzimanje i dodavanje.

komponente aritmetičkog logičkog uređaja

Za skupinu logičnih transformacijalogički "i" i "ili", odnosno konjunkt i razdvajanje, kao i usporedba podataka za jednakost. Takvi se postupci, u pravilu, izvode na binarnim riječima koje se sastoje od više bitova.

aritmetička računalna logika

Posebna aritmetička operacijanormalizacija, logičke i aritmetičke smjene. Između tih transformacija postoji značajna razlika. Ako se u aritmetičkoj smjeni mijenjaju samo digitalne znamenke na nekom mjestu, a na logičkom je znaku pričvršćena znamenka.

Svaka operacija koja se javljauporaba aritmetičkog logičkog uređaja, može se nazvati niz funkcija logičkog tipa, koji su opisani višeplatnom logikom za elektronička računala. Na primjer, binarna računala koriste binarnu logiku i tako dalje, do decimalnog sustava.

Apsolutno u svim aritmetičko-logičkimtransformacije imaju vlastite operande, a izlazni rezultati se tretiraju kao nizovi bitova sa šesnaest znamenki. Jedine iznimke su primitivni dijelovi znakova DIVS-a. Razne zastavice omogućuju vam da podatke obrađujete kao znamenku s minus ili plus znakom za preljev. Logika konverzije bitova izgrađena je na modulo aritmetici. Zastava se postavlja ako se dogode nepredvidive promjene s znakom. Na primjer, dodavanjem dva pozitivna broja trebate dobiti rezultat s znakom "+". Ali ako se pojavi prijenos u znaku koji određuje jedinicu, a rezultat je negativan, postavlja se oznaka preljeva.

alu strukture

Logika prijenosa bitova temelji se na nepotpisanomaritmetika. Ova zastava postavlja sustav ako generirani prijenos s najvišeg bita ne može biti napisan kao rezultat. Ovaj ALU bit je vrlo učinkovit kada se koristi transformira s opsežnim prikazima.

zaključak

Koristi se aritmetički uređaj za logikuIzvođenje logičkih i aritmetičkih transformacija nad potrebnim operandima, u kojima uloge naredbe ili kodovi brojeva često djeluju. Nakon završetka akcije, rezultat se vraća u memoriju za uporabu u sljedećim proračunima.

</ p>
volio:
0
Vezani članci
Logičke baze računala
Razmišljajući i razgovarajući
Koncept trokuta. nekretnine
Uređaji uključeni u procesor:
Logičko razmišljanje
Središnji procesor - cijela glava
Kako je računalo uređeno i što je uključeno u njega
Što je procesor za: opis,
Epson SX130 - idealan kućni aparat za kućnu upotrebu
Popularni postovi
gore