Bir aritmetik mantık birimi (ALU) - bu nedir?

bir aritmetik mantık birimi, bir giriş / çıkış ünitesi ve depolama üniteleri ve kontrol: bilindiği gibi, bilgisayar işlemcisi dört temel bileşenden oluşur. Böyle bir mimari uzun bir zaman aldı olmasına rağmen klasik yapısı, geçen yüzyılda tanımlanan ve von Neumann alakalı kalır.

ALU nedir?

Aritmetik-mantık birimi - başlayan ve ilköğretim karmaşık ifadeleri biten, mantık ve aritmetik tipi dönüşümleri uygulamak için gerekli olan işlemcinin bileşenlerinden biridir. Kullanılan bit işlenen bir kelime ya da boyutta uzunlukta olması kabul edilir.

ALU temel görevi bilgisayarın belleğinde saklanan verileri işliyor. Buna ek olarak, aritmetik mantık ünitesi son veri tiplerine bağlı olarak, gerekli işlem işlemi gerçekleştirmek için uygun bir yolu seçmek için bir bilgisayar doğrudan kontrol sinyallerini üretebilmektedir. Tüm işlemler her biri yapısal öğelerin binlerce bölünür, elektronik devreleri içerir. Böyle panoları genellikle bystrodeystvennye ve yüksek yoğunluğa sahiptir.

girdi olan sinyallere bağlı olarak, ALU iki numaraları ile farklı işlem türlerini gerçekleştirin. Herhangi aritmetik mantık bilgisayar cihazı dört temel eylemler, vardiya ve mantıksal dönüşümlerin uygulanması için sağlar. ALU işlemleri ayarlama - ana özelliğidir.

aritmetik mantık ünitesinin bileşenleri - gelen verilerin kontrol işlemi, iletim, depolama ve dönüşüme uygun düğümlerin dört ana grupları.

Depolama ALU düğümleri

Bu kategori içerir:

• Yardımcı bit ve sonuçlar farklı özelliklerini tutmak tetikler;
• ara işlenen ve nihai sonuçların bütünlüğü sorumludur kaydolur.

Bazen aritmetik mantık birimi özel bir bellek ünitesinde kombine edilebilir kaydeder ve tetikler - tek durum kayıt oluşturur.

ALU iletim düğüm

Bu kategori içerir:

• cihazın blok bağlantı yolu;
• çoklayıcılar ve vanalar, işlemlerin doğru yönde seçerek sorumludur.

Düğümler ALU dönüşümü

Bunlar arasında:

• toplayıcılar mikro ops yapmaktadır;
• devreleri mantıki işlemler de gerçekleştirebilir;
• kaydırıcılar;
• ondalık aritmetik için düzelticiler;
• Ek veri elde etmek ya da tersine çevirmek için kullanılan kod dönüştürücüler;
• Yan dönüşümler uygulanması için gerçekleştirilen çevrim sayısını saymak için sayaçlar.

ALU kontrol düğümleri

Nesnelerin Bu kategori şunlardır:

• bir kontrol ünitesi;
• Kod çözücü;
• yürütmek için yazılım dalları oluşumu için gerekli mantık devresi özelliklerini dönüştürülmesi.

Eylem işlemci kontrol ünitesi

Bu blok, belirli bir komutun doğru çalışması için gerekli olan sinyalleri fonksiyonel dizilerin üretimi için sorumludur. Tipik haliyle, bu dönüştürme, birkaç çevrimde gerçekleştirilmektedir.

Kontrol ünitesi programı otomatik olarak yürütülmesini sağlar. Bu teknolojiyi destekleyen makine bileşenlerin bileşenleri diğer dalları çalışmalarını koordine gereklidir.

operasyon kontrol ünitesi esnasında berrak bir takım vasıflara sahip temel prensibini Mikro programlamanın yanıt verir.

sınıflama ALU

işletim proses değişkenlerine göre aritmetik mantık ünitesi paralel ve seri ayrılır. ALU arasındaki temel fark, işlenen ve işlemleri gösteren bir yöntemdir.

aritmetik mantık birimi kullanımının doğası gereği ve çok işlevli blok bölünür. Birinci tipte ALU kullanılan yaslanmak sayıların farklı formları istenen veri çalışma moduna adapte aynı devrelerdir ile işlemleri gerçekleştirmek. Blok cihazlarında, tüm işlemler dağıtım veri türleri ile gerçekleştirilir. ondalık sayılar, alfabetik ve sayısal alanlar, sayısal kayan nokta veya sabit kullanarak çeşitli düzenleri ile operasyonlar için. Bu durumda, bir aritmetik mantık birimi çok daha hızlı nedeniyle verilen görevin paralel yürütülmesi etmektir. Ama aynı zamanda bir dezavantajı var - Artan maliyetler ekipman destekleme.

Sunum yöntemine göre bir aritmetik mantık birimi için de kullanılabilir:

• ondalık;
• kayan nokta sayıları;
• Sabit noktalı sayılar.

cihaz işlemleri

yapı, aşağıdaki gruplara ayrılır mantıksal işlevleri ile ALU işlemleri bir dizi içerir:

• ondalık aritmetik;
• net bir nokta ile sayılar için ikili aritmetik;
• ayırıcısını yüzen onaltılı aritmetik ifadeler;
• modifikasyonu kullanıcı adresi;
• mantıksal işlem tipi;
• alfanümerik alanların dönüştürülmesi;
• özel aritmetik.

Modern elektronik bilgisayarlar faaliyetin yukarıdaki türleri fark edebiliyoruz ve mikro bu temel özelliğe sahip olmayan, bu nedenle en karmaşık prosedürler küçük rutinleri bağlayarak gerçekleştirdi.

Aritmetik ve mantıksal işlem

Tüm eylemler ALU çeşitli gruplara ayrılabilir.

Aritmetik işlemler bölümü, çarpma, çıkarma modülleri sıradan çıkarma ve ilave edilmesi yer alır.

Mantıksal dönüşümler tarafından grubu olduğu, birlikte ve ayrılma ve eşitliğe verilerin karşılaştırılması olan, bir mantıksal "ve" ve "ya da" içerir. Bu tür prosedürler, genellikle bir dizi biti oluşan ikili kelime üzerinde gerçekleştirilmektedir.

Özel aritmetik işlemler normalizasyon, mantıksal ve aritmetik vardiya içerir. Bu dönüşümlerin arasında önemli bir fark olduğunu. konumda aritmetik kaydırma yalnızca sayısal değişirse, mantıksal işaret biti hareketine takılır.

aritmetik mantık ünitesi kullanılarak gerçekleşir her bir işlem, elektronik bilgisayarlar için çok-bitli mantığı açıklanmaktadır mantık tipi fonksiyonların, bir dizi olarak da adlandırılabilir. Örneğin, bir ikili bilgisayar için ondalık sisteme aşağı, böylece ikili mantık kullanır ve.

Kesinlikle aritmetik-mantık dönüşümlerin kendine özgü işlenen vardır ve çıkış sonuçları onaltı bit ile bit dizeleri olarak yorumlanır. Tek istisna bölünme div'leri imzalı temellerdir. bayrakların çeşitli eksi veya artı taşma iki numara çıkış verileri yorumlar sağlar. Mantık bit transformasyonu dayanmaktadır aritmetik modulo. burcunda beklenmeyen değişiklikler yapılıp yapılmadığını bayrak, yerleştirilir. Örneğin, iki pozitif sayılar ekleyerek, bir "+" işareti ile bir sonuç almak zorunda. Orada işaret biti ayarı birimine bir taşıma ve sonuç negatif Ama eğer, taşma bayrağı ayarlanır.

mantık taşıma bit işaretsiz aritmetik dayanmaktadır. En önemli bit oluşturulan taşıma sonucu yazılamaz, bu bayrak, sistem tarafından belirlenir. Bu biraz ALU dönüşümleri ayrıntılı temsiller ile çok etkili kullanıldığında.

Sonuç

ALU sıklıkla komutları veya kod numaralarını hizmet rolünde gerekli işlenen üzerinde mantıklı ve aritmetik dönüşümleri gerçekleştirmek için kullanılır. , basamak aşağıdaki hesaplamalar kullanım için depolama aracına döndürülür sonuç sonra.