Aritmeettisloogisen yksikön (ALU) - mitä se on?

Kuten on tunnettua, tietokoneen prosessoria koostuu neljästä perusosaa: aritmeettisloogisen yksikön, tulo / lähtö-yksikkö, ja varastointiyksiköt ja valvonta. Tällainen arkkitehtuuri on määritelty viime vuosisadalla, ja huolimatta siitä, että se kesti kauan, klassinen rakenne von Neumann on edelleen ajankohtainen.

Mikä on ALU?

Aritmeettinen-looginen yksikkö - on yksi komponenteista prosessori, joka on tarpeen toteuttaa logiikan ja aritmeettinen-tyypin muunnoksia, alkaa ja päättyy alkeis- monimutkainen ilmaisuja. Bittinen operandit käytetty pidetään pituuden sanan tai koko.

Päätehtävänä ALU käsittelee tietoja tallennetaan tietokoneen muistiin. Lisäksi, aritmeettisloogisen yksikön pystyy tuottamaan ohjaussignaaleja, jotka ohjaavat tietokoneen valita oikea tapa suorittaa tarvittavat laskenta- prosessi riippuen lopullisesta tietotyypit. Kaikki toimintaan liittyy elektronisia piirejä, joista kukin on rakenteellisesti jaettu tuhansia kohteita. Tällaiset levyt on tyypillisesti bystrodeystvennye ja on korkea tiheys.

Riippuen signaaleista, jotka syötetään, ALU suorittaa erilaisia toimenpiteitä, joilla on kaksi numeroa. Kaikki aritmeettisloogisen tietokone laite säädetään täytäntöönpanoa varten neljään toimia, siirtymät ja looginen muutoksia. Set ALU toiminnot - on sen tärkein ominaisuus.

Komponentit aritmeettinen-looginen yksikkö - neljä pääryhmään solmuja, jotka vastaavat ohjaus prosessi, siirtoa, varastointia ja muuntaminen tulevan datan.

Varastointi solmut ALU

Tähän ryhmään kuuluvat:

• laukaisee, pitää ylimääräisten bittien ja erilaiset ominaisuudet tuloksista;
• rekisterit, jotka ovat vastuussa eheyden operandit, väli- ja lopputulokset.

Joskus rekisteröi aritmeettisloogisen yksikön voidaan yhdistää omistettu muistiyksikköön, ja laukaisee - muodostavat yhden tilarekisteri.

ALU välityssolmujen

Tähän ryhmään kuuluvat:

• linja, joka yhdistää lohkot laitteen;
• multiplekserit ja venttiilit, tehtävänä on valita oikea suunta toimintaa.

Solmut muuttaa ALU

Näitä ovat:

• summaimet käyttää mikro-OPS;
• piirejä suorittaa loogisia operaatioita;
• siirtäjät;
• korjaaja varten desimaalin aritmeettinen;
• koodi muuntimet, joita käytetään, jotta saadaan lisää tietoja tai taaksepäin;
• laskurit laskemiseksi syklien lukumäärä täytäntöönpanoa varten liitännäisiä muutoksia.

ALU ohjaussolmuihin

Tähän luokkaan esineitä ovat:

• ohjausyksikön;
• dekooderi signaalit;
• muunnetaan looginen piiri vaadittavista ominaisuuksista muodostamiseksi firmware oksat toteuttaa.

Toiminta prosessorin ohjausyksikkö

Tämä lohko on vastuussa funktionaalisten sekvenssien vaadittavat signaalit oikean suorittamisen tietyn komennon. Tyypillisesti tällaiset muuntaminen toteutetaan useissa jaksoissa.

Ohjausyksikkö tarjoaa automaattisen ohjelman suoritus. Tukee tätä tekniikka on tarpeen koordinoida työtä muiden alojen komponenteista koneen osia.

Käytön aikana ohjausyksikkö reagoi microprogramming perusperiaate, jossa on useita selkeitä ominaisuudet.

luokittelu ALU

Aritmeettinen logiikkayksikkö toimii menetelmän mukaisesti muuttujat on jaettu samansuuntaisesti ja sarja. Tärkein ero ALU on menetelmä esittää operandit ja toimintaa.

Luonne käytön aritmeettisen logiikkayksikön ja jaettuna monitoiminen lohko. Ensimmäisen tyypin ALU toimintojen suorittamiseksi eri muotoja lepo numerot ovat samat piirejä, jotka on sovitettu toimintatilaksi pyydetyt tiedot. Lohkossa laitteet, kaikki toiminnot suoritetaan jakeluverkon kautta tietotyyppejä. Operaatioissa, desimaalin numeroita, kirjaimia, numeroita aloilla, numeerinen liukulukujen tai kiinteän käyttäen erilaisia järjestelmiä. Tässä tapauksessa, aritmeettisloogisen yksikön on paljon nopeampi, koska rinnakkaisia suorittamisen tietyn tehtävän. Mutta niillä on myös haitta - kustannusten lisääntymisen tukemaan laitteita.

Aritmeettisloogisen yksikön mukaan menetelmän esitys voidaan käyttää:

• desimaalin;
• liukuluvuilla;
• kiinteän pisteen numerot.

laitteen toiminnot

Rakenne sisältää useita ALU toiminnan kautta loogiset toiminnot, jotka on jaettu seuraaviin ryhmiin:

• desimaalin aritmeettinen;
• binaariaritmeettinen numeroiden kanssa selkeä;
• heksadesimaali aritmeettisia lausekkeita kelluva erotin;
• muutos opetus osoitteet;
• loogisen operaation tyyppi;
• muuntaminen aakkosnumeeristen aloilla;
• erityistä aritmeettinen.

Nykyaikaiset elektroniset tietokoneet pystyvät toteuttamaan kaikki edellä toimintatyyppejä ja mikrotietokoneet ei ole tätä perustoiminnot, joten monimutkaisin Tarkastustoimenpiteet liittämällä pieniä rutiineja.

Aritmeettinen ja looginen menettely

Kaikki toimet ALU voidaan jakaa useisiin ryhmiin.

Aritmeettiset operaatiot sisältävät jako, kertolasku, vähennyslasku moduulit tavallinen vähentämällä ja lisäämällä.

Loogisen muunnokset ryhmä sisältää loogiset "ja" ja "tai", joka on, yhdessä ja Ulkopuolelle, ja tietojen vertailu tasa. Tällaiset menettelyt ovat yleensä suoritetaan binäärisanoiksi, joka koostuu useista biteistä.

Erityinen laskutoimituksia kuuluvat normalisointi, looginen ja aritmeettinen siirtymät. Näiden muutosten on merkittävä ero. Jos aritmeettinen siirtymän sijainti muuttuu vain numeromerkkejä, niin looginen merkkibitti on kiinnitetty liikettä.

Kukin toiminta, joka tapahtuu käyttämällä aritmeettisen logiikkayksikön, voidaan kutsua sekvenssi logiikka-tyyppisiä tehtäviä, joita on kuvattu Monibittinen logiikka elektronisia tietokoneita. Esimerkiksi binäärisen tietokone käyttää binary logiikkaa, ja niin edelleen, alas kymmenjärjestelmä.

Ehdottomasti kaikki aritmeettisen looginen muunnokset on oma operandit ja ulostulo tulokset tulkitaan bittijonojen kuusitoista bittiä. Ainoat poikkeukset ovat perusalkioiden allekirjoitti jako DIVS. Erilaisia lippuja avulla tulkitsemaan tietoja tuotos sekä numeroita miinus tai plus ylivuoto. Logiikka perustuu muutos bittien modulo aritmeettinen. Lippu on sijoitettu, jos on tapahtunut odottamattomia muutoksia merkki. Esimerkiksi lisätään kaksi positiivisia lukuja, sinun täytyy saada tuloksen, jossa on "+" merkki. Mutta jos on kuljettamien merkki asetusyksikkö, ja tulos on negatiivinen, ylivuoto on asetettu.

Logiikka perustuu muistibitti unsigned aritmeettinen. Tämä lippu on asetettu järjestelmä, jos syntyy kuljettaa pois eniten merkitsevä bitti ei voida kirjoittaa seurauksena. Tämä bitti ALU erittäin tehokkaita, kun niitä käytetään muutoksia monisanainen esityksiä.

johtopäätös

ALU käytetään suorittamaan loogisia ja aritmeettisia muutoksia tarvittavalla operandit roolia, joka usein palvelevat komentoja tai koodinumeroita. Jälkeen suoritetaan vaiheet tulos palautetaan tallennuslaite käytettäväksi seuraavat laskelmat.