Jak je známo, počítačový procesor se skládá zčtyři základní komponenty: aritmetická logická jednotka, I / O modul, stejně jako paměťové a řídicí jednotky. Tato architektura byla definována v minulém století a navzdory tomu, že uplynulo mnoho času, zůstává klasická struktura von Neumanna relevantní.
Aritmetické logické zařízení je jedním z nástrojůkomponenty procesoru, které jsou nezbytné pro implementaci transformace logického a aritmetického typu, začínající elementární a končící složitými výrazy. Velikost bitů použitých operandů se obvykle považuje za délku slova nebo velikost.
Hlavním úkolem ALU je zpracovatdata uložená v paměti RAM počítače. Kromě toho je aritmetická logická jednotka schopna vytvářet řídicí signály, které řídí počítač tak, aby zvolil správnou cestu pro provedení nezbytného výpočetního procesu v závislosti na konečných datových typech. Všechny operace zahrnují elektronické obvody, z nichž každá je strukturálně rozdělena na tisíce prvků. Takové desky jsou obvykle vysokorychlostní a velmi husté.
V závislosti na signálech, které jsou odeslány doALU provádí různé typy operací s dvěma čísly. Každé aritmeticko-logické zařízení počítače umožňuje realizaci čtyř základních akcí, posunů a logických transformací. Soubor operací ALU je jeho hlavní charakteristikou.
Součásti aritmeticko-logického zařízení jsou čtyři hlavní skupiny uzlů, které odpovídají procesům řízení, přenosu, ukládání a přeměně příchozích dat.
Tato kategorie zahrnuje:
Někdy mohou být registry aritmeticko-logického zařízení kombinovány do specializovaného paměťového bloku a spouštějí - tvoří jeden registr stavu.
Tato kategorie zahrnuje:
Patří sem:
Tato kategorie objektů zahrnuje:
Tato jednotka je zodpovědná za generování posloupnosti funkčních signálů nezbytných pro správné provedení zadaného příkazu. Taková transformace jsou zpravidla realizována pro několik cyklů.
Řídicí zařízení poskytuje automatické spuštění programu. Současně se jedná o nezbytné koordinované větve dalších součástí stroje.
Základní princip mikroprogramování, který má jasný počet charakteristik, je zodpovědný za provoz řídicího zařízení.
Aritmetická logická zařízení metodouProměnné jsou rozděleny na paralelní a sekvenční proměnné. Hlavní rozdíl mezi těmito ALU spočívá ve způsobu reprezentace operandů a operacích.
Podle povahy použití aritmeticko-logickézařízení jsou rozdělena na multifunkční a blokové. V ALU prvního typu se používají stejné schémata pro provádění operací s různými formami reprezentujícími čísla, která se přizpůsobují požadovanému režimu práce s daty. V blokových zařízeních jsou všechny operace prováděny distribucí podle datových typů. Pro operace s desítkovými čísly, číselnými a abecedními poli, čísly s pohyblivým nebo pevným bodem se používají různé schémata. Aritmetické logické zařízení současně pracuje mnohem rychleji díky paralelnímu výkonu daných úkolů. Ale mají také nevýhodu - zvýšené náklady na podporu zařízení.
Aritmeticko-logické zařízení lze použít pro:
Struktura ALU předpokládá provádění akcí pomocí logických funkcí, které jsou rozděleny do těchto skupin:
Moderní elektronické počítačemůže implementovat všechny výše uvedené typy činností a mikropočítače nemají takovou základní funkcionalitu, takže nejsložitější postupy jsou prováděny prostřednictvím připojení malých podprogramů.
Všechny akce ALU lze rozdělit do několika skupin.
Aritmetické operace zahrnují dělení, násobení, odčítání modulů, normální odečítání a přidávání.
Do skupiny logických transformacílogické "a" a "nebo", tj. spojení a disjunkce, stejně jako srovnání údajů pro rovnost. Takové postupy se zpravidla provádějí na binárních slovech sestávajících z množiny bitů.
Zvláštní aritmetické operace se týkajínormalizace, logické a aritmetické posuny. Mezi těmito transformacemi je významný rozdíl. Pokud se v aritmetickém posunu změní pouze digitální číslice na místě, pak na logickém znaménku je číslice připojena k pohybu.
Každá operace, ke které docházípoužití aritmetického logického zařízení může být nazýváno sekvencí funkcí logického typu, které jsou popsány logikou více bitů pro elektronické počítače. Například binární počítače používají binární logiku a tak dále až po desetinný systém.
Absolutně ve všech aritmeticko-logickýchtransformace mají své vlastní operandy a výstupní výsledky jsou považovány za bitové řetězce se šestnácti číslicemi. Jedinými výjimkami jsou primitivy značky divize DIVS. Různé příznaky umožňují zpracovávat data na výstupu jako číslice s znaménkem mínus nebo plus pro přetečení. Logika bitové konverze je založena na modulo aritmetice. Příznak se umístí, pokud dojde k nepředvídatelným změnám se znaménkem. Například přidáním dvou pozitivních čísel byste měli dostat výsledek znaménkem "+". Pokud se však vyskytuje přenos v bitovém znaku, který nastavuje jednotku a výsledek je záporný, je nastaven příznak přetečení.
Logika přenosových bitů je založena na nepodepsanémaritmetický. Tento příznak je nastaven systémem, pokud generovaný přenos z nejvyššího bitu nemůže být zapsán jako výsledek. Tento bit ALU je velmi účinný při použití transformací s podrobnými reprezentacemi.
Aritmetické logické zařízení se používá proProvádění logických a aritmetických transformací nad potřebnými operandy, v nichž často působí příkazy rolí nebo kódy čísel. Po dokončení akce se výsledek vrací do paměti pro použití v následujících výpočtech.
</ p>
