Unità loġika aritmetika (ALU) - x'inhu?

Kif inhu magħruf, il-proċessur tal-kompjuter jikkonsisti f'erba 'komponenti bażiċi: unità loġika aritmetika, l-unità input / output, u unitajiet ta' ħażna u kontroll. Tali arkitettura definit fl-aħħar seklu, u, minkejja l-fatt li hija ħadet żmien twil, l-istruttura klassika tal von Neumann tibqa 'rilevanti.

X'inhu l-ALU?

unità aritmetika-loġika - hija waħda mill-komponenti tal-proċessur li hija meħtieġa biex timplimenta loġika u tat-tip aritmetika trasformazzjonijiet, li jibda u jispiċċa espressjonijiet kkumplikata elementari. operands Bit użati huwa meqjus li jkun it-tul ta 'kelma, jew id-daqs.

Il-kompitu prinċipali tal-ALU qed jipproċessa data maħżuna fil-memorja tal-kompjuter. Barra minn hekk, unità loġika aritmetika hu kapaċi jipproduċi sinjali tal-kontroll li diretti kompjuter li jagħżlu l-mod xieraq biex iwettqu l-proċess kompjuters meħtieġ skont it-tipi ta 'data finali. L-operazzjonijiet kollha jinvolvu ċirkwiti elettroniċi, kull wieħed minnhom huwa strutturalment maqsuma eluf ta 'oġġetti. Dawk il-bordijiet tipikament bystrodeystvennye u jkollhom densità għolja.

Jiddependi fuq l-sinjali li huma input, il-ALU twettiq ta 'tipi differenti ta' operazzjonijiet ma 'żewġ numri. Kull loġika aritmetika mezz kompjuter jipprovdi għall-implimentazzjoni ta 'azzjonijiet erba bażiċi, xiftijiet u trasformazzjonijiet loġiku. Set-operazzjonijiet AWU - huwa karatteristiku prinċipali tagħha.

Komponenti ta 'l-unità aritmetika loġika --erba' gruppi ewlenin ta 'għoqiedi li jikkorrispondu mal-proċess ta' kontroll, it-trasmissjoni, il-ħażna u l-konverżjoni tad-data li jkun dieħel.

Ħażna lymph ALU

Din il-kategorija tinkludi:

• jqajjem, li jżomm il-bits awżiljari u l-karatteristiċi differenti tar-riżultati;
• reġistri li huma responsabbli għall-integrità tal-operands, intermedji u r-riżultati finali.

Kultant reġistri unità loġika aritmetika jistgħu jiġu kombinati f'unità memorja ddedikata, u jqajjem - forma ta 'reġistru istatus wieħed.

lymph trasmissjoni ALU

Din il-kategorija tinkludi:

• xarabank interkonnessjoni l-blokki tal-mezz;
• multiplexers u valvi, huwa responsabbli għall-għażla tal-direzzjoni t-tajba ta 'operazzjonijiet.

Punti strateġiċi jittrasformaw il-ALU

Dawn jinkludu:

• aġenti li jżidu joperaw mikro-operattivi;
• ċirkwiti iwettaq operazzjonijiet loġiċi;
• shifters;
• korrezzjoni għall aritmetika deċimali;
• konvertituri kodiċi, li huma wżati biex tinkiseb dejta addizzjonali jew reverse;
• kalkulaturi għal għadd tan-numru ta 'ċikli mwettqa għall-implimentazzjoni ta' trasformazzjonijiet anċillari.

lymph kontroll ALU

Din il-kategorija ta 'oġġetti huma:

• unità ta 'kontroll;
• sinjali decoder;
• konverżjoni karatteristiċi ċirkwit loġika meħtieġa għall-formazzjoni tal-fergħat Firmware għall tesegwixxi.

unità ta 'kontroll proċessur azzjoni

Din il-parti responsabbli għall-produzzjoni ta 'sekwenzi funzjonali ta' sinjali meħtieġa għall-eżekuzzjoni korretta ta 'kmand partikolari. Tipikament, kambju bħal dan jiġu realizzati f'diversi ċikli.

L-unità ta 'kontroll tipprovdi eżekuzzjoni awtomatika tal-programm. Appoġġ din it-teknoloġija hija meħtieġa biex tikkoordina l-ħidma ta 'fergħat oħra tal-komponenti tal-komponenti ta' magna.

Matul unità ta 'kontroll operazzjoni jirrispondi microprogramming prinċipju bażiku li jkun hemm għadd ta' karatteristiċi ċari.

klassifikazzjoni ALU

unità loġika aritmetika joperaw skond il-varjabbli proċess huma maqsuma paralleli u serjali. Id-differenza prinċipali bejn il-ALU huwa metodu ta 'preżentazzjoni tar-operands u l-operazzjonijiet.

Bin-natura tal-użu tal-unità aritmetika-loġika u diviż bil-blokka b'funzjonijiet varji. Fl-ewwel tip l ALU biex jitwettqu operazzjonijiet ma 'forom differenti ta' numri repose użati huma l-istess ċirkuwiti li huma adattati għall-modalità operazzjoni għad-data mitluba. Fil-mezzi blokk, l-operazzjonijiet kollha mwettqa permezz tal-tipi ta 'data tad-distribuzzjoni. Għall-operazzjonijiet bin-numri deċimali, oqsma alfabetiċi u numeriċi, b'punt li jvarja numerika jew jużaw diversi skemi fissi. F'dan il-każ, għandhom unità loġika aritmetika hija ħafna aktar mgħaġġla minħabba eżekuzzjoni parallela tal-kompitu mogħti. Imma għandhom ukoll żvantaġġ - l-ispejjeż miżjuda biex tappoġġja l-apparat.

Għandhom unità loġika aritmetika skond il-metodu ta 'preżentazzjoni jista' jintuża għal:

• deċimali;
• f'wiċċ l-ilma numri punt;
• -Punt fiss numri.

operazzjonijiet apparat

L-istruttura tinkludi numru ta 'operazzjonijiet AWU permezz tal-funzjonijiet loġika li huma maqsuma fil-gruppi li ġejjin:

• aritmetika deċimali;
• aritmetika binarja għal numri b'punt ċara;
• espressjonijiet aritmetika hexadeċimali għall separatur f'wiċċ l-ilma;
• indirizzi istruzzjoni modifika;
• tip operazzjoni loġika;
• konverżjoni ta 'oqsma alfanumerika;
• aritmetika speċjali.

Kompjuters elettroniċi moderni huma kapaċi li tirrealizza kollha tat-tipi ta 'hawn fuq ta' attività, u mikrokompjuters ma jkollhomx din il-funzjonalità bażiku, sabiex il-proċeduri l-aktar kumplessi mwettqa mill-konnessjoni rutini żgħar.

Aritmetika u l-proċedura loġiku

L-azzjonijiet kollha ALU jistgħu jinqasmu fi gruppi diversi.

operazzjonijiet aritmetika jinkludu diviżjoni, multiplikazzjoni, moduli tnaqqis tnaqqis ordinarja u żieda.

Minn trasformazzjonijiet loġiku grupp jinkludi l-loġika "u" u "jew", jiġifieri, flimkien u disjunction, u t-tqabbil ta 'data dwar l-ugwaljanza. Dawn il-proċeduri huma normalment jitwettqu fuq kliem binarju jikkonsistu minn pluralità ta 'bits.

L-operazzjonijiet aritmetika speċjali jinkludu xiftijiet normalizzazzjoni, loġiku u aritmetika. Bejn dawn it-trasformazzjonijiet differenza sinifikanti. Jekk il-bidla aritmetika fil-post tbiddel biss ċifri numeriċi, allura l-sinjal bit loġiku huwa mehmuż ma 'l-mozzjoni.

Kull operazzjoni, li ssir bl-użu tal-unità aritmetika loġika, jista 'jissejjaħ sekwenza ta' funzjonijiet tat-tip loġika, li huma deskritti loġika multibit għall-kompjuters elettroniċi. Per eżempju, għal kompjuter binarja juża loġika binarja, u l-bqija, l isfel għall-sistema deċimali.

Assolutament kollha tal-trasformazzjonijiet-aritmetika loġika għandha operands tagħha stess u r-riżultati output huma interpretati bħala kordi bit bi sittax bits. L-uniċi eċċezzjonijiet huma primitives ffirmati DIVs diviżjoni. Varjetà ta 'bnadar jippermettu li jinterpretaw l-informazzjoni fuq il-produzzjoni taż-żewġ numri ma' nieqes jew flimkien ma overflow. Il-loġika hija bbażata fuq it-trasformazzjoni ta 'bits modulo aritmetika. Il-bandiera huwa mqiegħed, jekk kien hemm tibdil mhux mistenni fl-sinjal. Per eżempju, żżid żewġ numri pożittivi, għandek tikseb riżultat bi "+" sinjal. Iżda jekk ikun hemm twettaq fl-unità iffissar sinjal bit, u r-riżultat ikun negattiv, il-bandiera overflow huwa stabbilit.

Il-loġika hija bbażata fuq il twettaq ftit aritmetika mhux iffirmat. Din il-bandiera huwa stabbilit mis-sistema, jekk il iwettqu ġġenerata mill-ftit aktar sinifikanti ma jista 'jinkiteb bħala riżultat. Dan daqsxejn ALU effettiv ħafna meta użat ma trasformazzjonijiet rappreżentazzjonijiet verbose.

konklużjoni

ALU hu użat biex iwettaq trasformazzjonijiet loġiku u aritmetiċi matul is-operands meħtieġa fir-rwol li ħafna drabi jservu jikkmanda jew numri tal-kodiċi. Wara passi li jwettqu ir-riżultat jingħata lura lill-apparat ta 'ħażna għall-użu fl-komputazzjonijiet li ġejjin.