יחידת לוגיקה אריתמטיים (ALU) - מה זה?

כידוע, מעבד המחשב מורכב מארבעה מרכיבים בסיסיים: יחידה לוגיקה אריתמטי, יחידת קלט / פלט, ויחידות אחסון ובקרה. כזו אדריכלות מוגדר במאה האחרונה, וכן, למרות שזה לקח הרבה זמן, את המבנה הקלאסי של פון נוימן נשאר רלוונטי.

מהי ALU?

יחידה האריתמטית-היגיון - היא אחד המרכיבים של המעבד כי יש צורך ליישם היגיון טרנספורמציות אריתמטי-הסוג, התחלה וסיום ביטויים מסובכים יסודיים. האופרנדים Bit בשימוש נחשב את אורך מילה, או גודל.

המשימה העיקרית של ALU הוא עיבוד הנתונים המאוחסנים בזיכרון של המחשב. בנוסף, יחידה אריתמטית-לוגית מסוגלת לייצר אותות בקרה לכוון במחשב כדי לבחור את הדרך הנכונה לבצע את תהליך המחשוב הנחוצים בהתאם לסוגי הנתונים הסופיים. כל הפעולות כרוכות מעגלים אלקטרוניים, שכל אחד מהם מחולק מבני לתוך אלף פריטים. לוחות כאלה בדרך כלל bystrodeystvennye ויש צפיפות גבוהה.

בהתאם האותות כי הם קלט ה- Alu לבצע סוגים שונים של פעולות עם שני מספרים. כל הגיון אריתמטי מכשיר המחשב מספק ליישום ארבע פעולות בסיסיות, משמרות טרנספורמציות לוגיות. גדר פעולות ALU - היא המאפיין העיקרי שלה.

רכיבים של היחידה האריתמטית-היגיון - ארבע הקבוצות העיקריות של צומת שמתאימים תהליך הבקרה, השידור, אחסון המרה של הנתונים הנכנסים.

חפץ צומת ALU

קטגוריה זו כוללת:

• מעורר, שמירה על הביטים עזר ותכונות שונות של התוצאות;
• רושם כי הם אחראים על שלמות האופרנדים, ביניים התוצאות הסופיות.

לפעמים רושם יחיד אריתמטית-לוגי ניתן לשלב ביחידת הזיכרון ייעודית, ומפעיל - יוצר במרשם מעמד יחיד.

בלוטות שידור ALU

קטגוריה זו כוללת:

• אוטובוס מקשר את האבני של המכשיר;
• מרבבים שסתומים, אחראית בחירת הכיוון הנכון של פעולות.

צמתים להפוך את ALU

אלה כוללים:

• פתן פועלים-ops מיקרו;
• מעגלים לבצע פעולות לוגיות;
• מסיטים;
• מתקן באריתמטיקה עשרונית;
• ממירי קוד, אשר משמשים כדי לקבל נתונים נוספים או הפוכים;
• מתל לספור את מספר המחזורים בצעו ליישום טרנספורמציות נלווים.

בלוטות מלאות ALU

קטגוריה זו של אובייקטים הן:

• יחידת בקרה;
• אותות מפענחים;
• המרת מאפייני מעגל היגיון הנדרש להיווצרות של סניפי הקושחה לבצע.

יחידת פעולה מלאה מעבד

בלוק זה אחראי לייצור של רצף התפקודי של אותות הנדרשים לשם הביצוע הנכון של פקודה שניתנה. בדרך כלל, כאשר ההמרה הם הבינו בכמה מחזורים.

יחידת הבקרה מספקת ביצוע אוטומטי של התכנית. התומכים בטכנולוגיה זו יש צורך לתאם את עבודת סניפים אחרים של רכיבי המרכיבים מכונים.

במהלך יחידת בקרה ותפעול מגיב microprogramming העיקרון הבסיסי של בעל מספר מאפיינים ברורים.

סיווג ALU

יחידה אריתמטית-לוגית הפועל על פי משתנה בתהליך מחולקת מקביל סדרה. ההבדל העיקרי בין ALU הוא שיטה של הצגת operands ופעולות.

לפי אופי השימוש של היחידה האריתמטית-ההיגיון מחולק בלוק תכליתי. בסוג הראשון ה- Alu לבצע פעולות עם צורות שונות של מספרים במנוחה בשימוש הם אותם המעגלים אשר מותאמים למצב הפעולה לנתונים המבוקשים. בשנת התקני בלוק, כל הפעולות המבוצעות באמצעות סוגי נתוני הפצה. עבור פעולות עם מספרים עשרוניים, שדות אלפאביתיים ומספריים, נקודה צופה מספרית או תוכניות שונות באמצעות קבועות. במקרה זה, יחידה לוגיקה אריתמטיים היא הרבה יותר מהר עקב ביצוע מקביל של משימת הנתונה. אבל יש להם גם חיסרון - התייקרות לתמוך הציוד.

יחידת לוגיקה אריתמטי בהתאם לשיטה של מצגת יכול לשמש:

• עשרוני;
• מספרי נקודה צפה;
• מספרי נקודה קבועה.

פעולות במכשיר

המבנה כולל מספר פעולות ALU באמצעות הפונקציות הלוגיות אשר מחולקות לקבוצות הבאות:

• אריתמטיקה עשרונית;
• אריתמטיקה בינארית עבור מספרים עם נקודה ברורה;
• ביטויים אריתמטיים ההקסדצימלי צף מפריד;
• כתובות הוראת שינוי;
• סוג ניתוח הגיוני;
• המרה של שדות אלפאנומריים;
• חשבון מיוחד.

מחשבים אלקטרוניים מודרניים מסוגלים להבין את כל סוגי הנ"ל של פעילות, ואינו מיקרו-מחשבים פונקציונלית בסיסית זו, כך ההליכים המורכבים ביותר שבוצעו על ידי חיבור שגרות קטנות.

אריתמטיקה ואת הליך לוגי

כל הפעולות ALU ניתן לחלק לכמה קבוצות.

פעולות אריתמטיות כוללות חלוקה, כפל, חיסור או הוספה רגיל מודולים חיסור.

על ידי טרנספורמציות הגיוני קבוצה כוללת את לוגית "ו-" ו "או", כי הוא, יחד ו ניתק, והשוואת נתונים על שוויון. נהלים אלו מתבצעים בדרך כלל על מילות בינארי מורכב ריבוי של ביטים.

פעולות החשבון המיוחדות כוללות משמרות נורמליזציה, הגיוניות וחשבון. בין השינויים הללו הבדל משמעותי. אם זזת אריתמטית במיקום לשנות ספרות בלבד, אז קצת הסימן ההגיוני מצורף לבקשה.

כל פעולה, המתקיימת באמצעות יחידת אריתמטי-ההיגיון, עשויה להיקרא רצף של פונקציות היגיון-סוג, אשר מתוארות היגיון multibit למחשבים אלקטרוניים. לדוגמה, עבור מחשב בינארית משתמשת בלוגיקה בינארית, וכן הלאה, עד השיטה העשרונית.

בהחלט כל הטרנספורמציות-לוגי אריתמטי יש operands משלה תוצאות פלט מתפרשים מחרוזות קצת עם שש עשרה ביטים. יוצאי הדופן היחידים הם הפרימיטיבים חתמו divs החלוקה. דגלים שונים מאפשר לפרש את הנתונים על התפוקה של שניהם מספרים עם הצפת מינוס או פלוס. ההיגיון מבוסס על הטרנספורמציה של ביטים מודולו אריתמטיים. הדגל מושם, אם חלו שינויים לא צפויים השלט. לדוגמא, הוספת שני מספרים חיוביים, אתה צריך לקבל תוצאה עם סימן "+". אבל אם יש לשאת ליחידת הגדרת סימן קצת, והתוצאה היא שלילית, דגל ההצפה מוגדר.

ההיגיון מבוסס על האריתמטיקה החתום קצת לשאת. דגל זה נקבע על ידי המערכת, אם לשאת שנוצר מן קצת המשמעותי ביותר לא יכול להיכתב כתוצאה מכך. קצת זה ALU מאוד יעיל כאשר הוא משולב עם ייצוגים טרנספורמציות מפורט.

מסקנה

ALU משמש לביצוע טרנספורמציות לוגיות חשבוני מעל האופרנדים הנדרש בתפקיד אשר לעתים קרובות לשרת פקודות או מספרי קוד. לאחר צעדי ביצוע התוצאה מוחזר התקן האחסון לשימוש החישובים הבאים.