ALU (logična aritmetična enota) operacije in arhitektura

The Alu (logična aritmetična enota) Gre za elektronsko vezje, katerega funkcija je izvesti vse procese, povezane z logiko in numeričnimi postopki izračuna. Slika kot nepogrešljiva komponenta centralne procesne enote (CPU) računalnikov.

Nedavni procesovi vključujejo ALU zelo močne in zapletene. V nekaterih strukturah CPU je ALU razdeljen na aritmetično enoto in logično enoto. Poleg ALU trenutni procesor vključujejo krmilno enoto.

Vir: cc by-sa 3.0, https: // commons.Wikimedia.org/w/indeks.Php?Curid = 168473

Večino operacij CPU izvede eden ali več ALU, ko se podatki naložijo iz vhodnih zapisov. Zapis je majhen prosti prostor za shranjevanje kot del CPU.

Krmilna enota na ALU označuje, kakšen postopek je treba izvesti s temi informacijami, in rezultat ohrani v izhodnem zapisu. Krmilna enota izvaja prenos informacij med zapisi, ALU in pomnilnikom.

Ko bodo postopki postali bolj zapleteni, bo ALU zasedel tudi več prostora v CPU -ju, bo imel višji strošek in bo ustvaril več toplote.

[TOC]

Operacije, ki jih izvaja ALU

Alu je namenjen predvsem logičnim in matematičnim operacijam, vključno z operacijami premikov bitov. To so temeljni procesi, ki jih je treba izvesti v skoraj vseh podatkih, ki jih obdela CPU.

Logična aritmetična enota je tista komponenta CPU -ja, ki izvaja vse izračune, ki jih bo CPU morda potreboval. To je del "kalkulatorja" računalnika, saj izvaja osnovne aritmetične in logične operacije.

Večina postopkov je logična. Glede na zasnovo, ki jo ima ALU, je večja moč dana CPU. Vendar pa bo tudi naredil več energije in ustvaril več toplote.

Vam lahko služi: datoteka prevelika za ciljni datotečni sistem

Različne operacije, ki jih izvaja ALU, je mogoče razvrstiti na naslednji način:

Logične operacije

Tu so različne logične operacije, kot so in ali, ne, XOR, NOR, NAND itd.

Aritmetične operacije

Nanaša se na vsoto in odštevanje bitov. Čeprav se včasih uporabljata množenje in delitev, so te operacije dražje za izvajanje.

Ponavljajoče se vsote lahko uporabijo tudi za nadomestitev množenja in ponavljajočih se odštevanja za nadomestitev delitve.

Bits Operations Operations

Nanaša se na premik položajev bitov v določenem številu mest desno ali na levo, kar velja za množenje operacije.

Aritmetična in logična enota

V aritmetični enoti se množenje in delitev izvajata skozi vrsto vsote ali odštevanja in s premikom bitov. Obstaja več načinov za predstavljanje negativnih številk.

V logični enoti je mogoče izvesti katero koli od 16 možnih logičnih operacij. Na primer, kontrast dveh operandov ali prepoznajte, na katerih krajih se koščki ne ujemajo.

Alu arhitektura

ALU lahko neposredno dostopa do vhoda in izhoda do krmilne enote procesorja, glavnega pomnilnika ter vhodnih in izhodnih naprav.

Vhodni in izhodni podatki se prenašajo po elektronski poti, imenovani Bus. Vhod ustreza navodilom, ki vključuje enega ali več operandov, operacijsko kodo in v nekaterih primerih kodo formata.

Operacijska koda prikazuje Alu, kaj je dejanje, ki ga mora izvesti, poleg operandov, ki sodelujejo v omenjenem operaciji. Na primer, lahko navedete, da se oba operanda odšteje ali primerja.

Vam lahko služi: katere vrste izdelkov so razviti z elastomeri?

Izhod je sestavljen iz rezultata, ki bo postavljen v zapis za shranjevanje in konfiguracijo, ki bo pokazal, ali je bila operacija uspešno izvedena. Če ne, bo v stanju stroja shranjena neka vrsta statusa.

Pretok bitov in operacij, opravljenih na njih v podenotah ALU, nadzorujejo vezja.

V teh vezjih je enota logičnega zaporedja tista, ki usmerja vrata skozi določeno zaporedje, ki ustreza vsaki kodi delovanja.

Logična vrata

Vse informacije v računalniku so shranjene in obravnavane v obliki binarnih številk, torej 0 in 1. Za obdelavo binarnih številk se uporabljajo tranzistorska stikala, saj sta na stikalu le dve možni stanji: odprta ali zaprta.

Odprti tranzistor, skozi katerega ni toka, predstavlja 0. Zaprti tranzistor, skozi katerega prehaja tok, predstavlja 1.

Operacije je mogoče doseči s povezovanjem več tranzistorjev. Za nadzor drugega tranzistorja se lahko uporabi tranzistor. Na primer, tranzistorsko stikalo vklopi ali izklopi, odvisno od stanja drugega tranzistorja.

To je znano kot vrata, ker lahko to določbo uporabimo za dovolitev ali zaustavitev električnega toka.

Vrata so gradbeni bloki ALU. Zgrajeni so iz diod, uporov ali tranzistorjev. Ta vrata se uporabljajo v integriranem vezju, da predstavljajo binarni vhod kot "vžig" in "izklopljeno" stanje.

Alu je konfiguriran skozi kombinatorično vezje. To vezje uporablja logična vrata, kot so in ali ne.

In vrata

In več ali več vhodov. In je 1 vrata vrat, če so vse vozovnice 1. Vrata in da 0 kot rezultat, če je kateri od vhodnih podatkov 0.

Vam lahko služi: kaj je tretja običajna oblika? (Baze podatkov)

Org vrata

Naročilo vrata imajo lahko dve ali več vstopnic. Izhod ER vrat bo vedno 1, če je kateri koli od vnosov 1 in 0, če so vsi vhodi 0.

Brez Guenta

Najpreprostejša vrsta delovanja je vrata, ki niso. To uporablja samo en sam tranzistor. Uporabite en vhod in ustvarite en sam izhod, ki je vedno nasprotno od vhoda.

NOD vrata se uporabljajo za povratno rezultat vrat ali vložitev boolovega stanja od 0 do 1 in 1 do 0. Uporablja se tudi z vrati "in" in "ali".

Če se uporablja v povezavi z vrati ali ali ali ", je NOT prikazan z majhnim krogom pred obema vratih.

Po uporabi NOT.

Zapisi

So zelo pomembna komponenta v ALU za shranjevanje navodil, vmesnih podatkov, vhodne opere, operandov, ki so dodani, zbrani rezultat, ki je shranjen v akumulatorju, in končni rezultat.

Zapisi omogočajo zelo hiter dostop do pomnilnika, če v primerjavi s predpomnilnikom, RAM -om in trdim diskom. So zgrajeni na procesorju in so majhni.

Reference

1. Paul Zandbergen (2019). Aritmetična logična enota (ALU): Opredelitev, oblikovanje in funkcija. Študij. Vzeto iz: Študij.com.
2. Ravepedia (2019). Aritmetična logična enota (ALU). Vzeto od: Ravepedia.com.
3. Margaret Rouse (2019). Aritmetična-logična enota (ALU). TechTarget. Vzet od: kaj.TechTarget.com.
4. Diesh Thakur (2019). Kaj je aritmetična logična enota (ALU)? - Definicija in pomen. Opombe za ekomputer. Vzeti iz: ecomputone.com.
5. Wikipedia, brezplačna enciklopedija (2019). Aritmetična logična enota. Vzeto od: v.Wikipedija.org.