Unit logika aritmetika (ALU) - apa?

Sing ngerti, prosesor komputer kasusun saka 4 komponen dhasar: unit logika aritmatika, modul I / O, uga unit memori lan manajemen. Arsitèktur iki ditetepaké ing sasi pungkasan lan, senadyan kasunyatan yèn sapérangan wektu wis liwati, struktur klasik von Neumann tetep relevan.

Apa ALU?

Piranti logika aritmetika minangka salah sawijining komponen prosesor, sing perlu kanggo nganakaké transformasi tipe logis lan aritmetika, wiwit awal lan pungkasan karo ekspresi kompleks. Ukuran bit saka operand sing digunakake biasane dianggep dawa tembung, utawa ukuran.

Tugas utama ALU yaiku kanggo ngolah data sing disimpen ing RAM komputer. Kajaba iku, piranti logika aritmetika bisa ngasilake sinyal kontrol sing ngarahake komputer menyang pilihan jalur sing bener kanggo nampilake proses komputasi sing perlu, gumantung saka jinis data pungkasan. Kabeh operasi kalebu sirkuit elektronik, sing saben-saben sacara struktural dipérang dadi ewu unsur. Papan kasebut biasane kacepetan dhuwur lan ditondoi dening kerapatan dhuwur.

Gumantung ing sinyal sing ana input, ALU nglakoni macem-macem operasi karo rong nomer. Sembarang piranti logika aritmetika komputer nyedhiyakake implementasi papat dhasar, owah-owahan, lan transformasi logis. Operasi ALU minangka ciri utama.

Komponen saka unit logika aritmetika ana papat grup utama saka simpul sing cocog karo proses kontrol, transmisi, panyimpenan lan transformasi data sing mlebu.

ALU Penyimpanan Unit

Kategori iki kalebu:

• Pemicu sing nyimpen bit bantu lan pratandha beda asil;
• Ndaftar sing tanggung jawab kanggo integritas operand, asil intermediate lan final.

Kadhangkala, dhaptar piranti logika aritmetika bisa digabung menyang blok memori khusus, lan pemicu bisa mbentuk daftar negara siji.

Transmisi kelenjar ALU

Kategori iki kalebu:

• Bus sing nyambungake piranti kasebut;
• Multiplexer lan katup sing tanggung jawab kanggo milih arah operasi sing bener.

Node konversi ALU

Iki kalebu:

• Summers sing nindakake operasi mikro;
• Rencana pelaksanaan logik;
• Shifters;
• Pembetulan aritmetika desimal;
• Konverter kode digunakake kanggo njupuk data kuwalik utawa tambahan;
• Counter kanggo ngétung nomer siklus sing rampung lan kanggo ngleksanakake transformasi tambahan.

Node kontrol ALU

Kategori objek iki kalebu:

• Unit kontrol;
• Decoder sinyal;
• Skema konversi logika perlu kanggo mbentuk cabang kanggo ngeksekusi perangkat kukuh.

Tindakan unit kontrol prosesor

Blok iki tanggung jawab kanggo ngasilake urutan sinyal fungsi sing perlu kanggo eksekusi perintah kasebut sing bener. Minangka aturan, transformasi kasebut diwujudake kanggo sawetara siklus.

Piranti kontrol nyedhiyakake eksekusi otomatis program kasebut. Ing wektu sing padha, cabang-cabang sing dikoordinir saka komponèn liya saka mesin kasebut.

Prinsip dhasar microprogramming, sing nduweni karakteristik sing jelas, tanggung jawab kanggo operasi perangkat kontrol.

Klasifikasi ALU

Piranti logika aritmetika kanthi cara variabel operasi dipérang dadi période paralel lan urut-urutan. Bentenane utama antarane ALU kasebut dumunung ing dalan operan diwakili lan operasi dilaksanakake.

Miturut sifat nggunakake logika aritmetika piranti dibagi dadi multifungsi lan blok. Ing ALU saka tipe sing kapisan, rencana sing padha digunakake kanggo nindakake operasi kanthi wujud nomer sing makili nomer, sing ngganti modus sing dikarepake kanggo nggarap data. Ing piranti blok, kabeh operasi dileksanakake liwat distribusi dening tipe data. Kanggo operasi karo nomer desimal, kolom numerik lan alfabet, digit kanthi titik ngambang utawa tetep, skema sing beda digunakake. Ing kasus iki, piranti logika aritmetika luwih cepet amarga kinerja paralel tugas sing diwenehake. Nanging uga duwe kerugian - tambah biaya kanggo dhukungan peralatan.

Piranti logika aritmetika bisa digunakake kanggo:

• Nomer decimal;
• Nomer floating-point;
• Nomer karo titik tetep.

Operasi Piranti

Struktur ALU pratinjau eksekusi tumindak liwat fungsi logis, sing dipérang dadi golongan kaya:

• Aritmetika desimal;
• Aritmetika binar kanggo nomer kanthi titik sing ditandhani kanthi cetha;
• Aritmetika heksadesimal kanggo ekspresi kanthi delimiter ngambang;
• Modifikasi alamat printah;
• Operasi tipe logis;
• Transformasi lapangan alfanumerik;
• Aritmetika khusus.

Komputer elektronik modern bisa nindakake kabeh jinis kegiatan kasebut ing ndhuwur, lan mikrokomputer ora nduweni fungsi dhasar kaya, supaya prosedur sing paling kompleks ditindakake liwat sambungan subrutin cilik.

Operasi aritmetika lan prosedur logis

Kabeh tindakan ALU bisa dipérang dadi sawijine klompok.

Operasi aritmetika kalebu divisi, perkalian, subtraction modul, subtraction biasa lan tambahan.

Logis "lan" lan "utawa", yaiku, magepokan lan disjunction, uga perbandingan data kanggo kesetaraan, dianggep minangka transformasi logis. Prosedur kasebut, minangka aturan, dileksanakake liwat tembung binar sing dumadi saka pirang-pirang digit.

Operasi aritmetika khusus kalebu normalisasi, owah-owahan logis lan aritmetika. Ana beda wujud antarane transformasi kasebut. Yen shift aritmetika ing sawijining panggonan diganti mung dening digit digital, banjur ing tandha logis digit ditempelake ing gerak.

Saben operasi sing dumadi liwat panggunaan piranti logika aritmetika bisa diarani urutan fungsi saka sawijining tipe logis, sing dijelasake dening logika multi-bit kanggo komputer elektronik. Contone, komputer biner nggunakake logika biner lan sateruse, nganti sistem desimal.

Pancen kabeh transformasi-logika aritmetika duwe operandine dhewe, lan asil output dianggep minangka bit-bit kanthi angka nembelas. Eksklusif mung minangka primitives saka divisi tandha saka DIVS. Delengna pirang-pirang bendera ngijini sampeyan kanggo nambani data ing output minangka angka karo tandha minus utawa plus kanggo limpah. Logika konversi bit dicithak ing aritmetika modulo. Gendéra dilebokake manawa owah-owahan sing ora bisa ditebak bakal kedadeyan karo tandha. Contone, nambahake rong nomer positif, sampeyan kudu entuk asil karo tandha "+". Nanging yen mawa ana ing bilah tandha sing nyetel unit kasebut, lan asil kasebut negatif, banjur bendera overflow disetel.

Logika bit transfer adhedhasar aritmetika unsigned. Bendhelan iki disetel dening sistem kasebut yen sing diasilake saka bit sing luwih dhuwur ora bisa ditulis minangka asil. ALU iki efektif banget nalika nggunakake transformasi kanthi perwakilan multi-tembung.

Kesimpulan

Piranti logika aritmetika dipigunakaké kanggo nindakake transformasi logis lan aritmatika sajrone operasional sing dibutuhake, ing ngendi peran perintah utawa kodhe nomer asring katon. Sawise tindakan rampung, asil dikembalikan ing memori sing digunakake ing pangétungan ing ngisor iki.