Operasi dan Senibina Alu (Logical Aritmetic Unit)

The Alu (unit aritmetik logik) Ia adalah litar elektronik yang fungsinya melaksanakan semua proses yang berkaitan dengan prosedur pengiraan logik dan berangka. Rajah sebagai komponen yang sangat diperlukan bagi unit pemprosesan pusat (CPU) komputer.

CPU terkini termasuk ALU sangat kuat dan kompleks. Dalam beberapa struktur CPU, ALU dibahagikan kepada unit aritmetik dan unit logik. Sebagai tambahan kepada ALU, CPU semasa termasuk unit kawalan.

Sumber: CC BY-SA 3.0, https: // commons.Wikimedia.org/w/indeks.Php?Curid = 168473

Kebanyakan operasi CPU dijalankan oleh satu atau lebih ALU, apabila data dimuatkan dari rekod kemasukan. Rekod adalah ruang kosong kecil untuk disimpan sebagai sebahagian daripada CPU.

Unit kawalan menunjukkan kepada ALU apa prosedur yang harus dilaksanakan dengan maklumat itu, dan simpan hasilnya dalam rekod output. Unit kawalan melakukan pemindahan maklumat antara rekod, ALU dan ingatan.

Memandangkan prosedur menjadi lebih kompleks, ALU juga akan menduduki lebih banyak ruang dalam CPU, ia akan mempunyai kos yang lebih tinggi, dan akan menjana lebih banyak haba.

[TOC]

Operasi yang dijalankan oleh Alu

ALU terutamanya didedikasikan untuk operasi logik dan matematik, termasuk operasi anjakan bit. Ini adalah proses asas yang mesti dilaksanakan dalam hampir semua data yang diproses oleh CPU.

Unit aritmetik logik adalah komponen CPU yang melaksanakan semua pengiraan yang mungkin diperlukan oleh CPU. Ia adalah bahagian "kalkulator" komputer, kerana ia melakukan operasi aritmetik dan logik asas.

Kebanyakan prosedur adalah logik. Mengikut reka bentuk yang dimiliki oleh Alu, kuasa yang lebih besar dapat diberikan kepada CPU. Walau bagaimanapun, ia juga akan menjadikan lebih banyak tenaga dan menghasilkan lebih banyak haba.

Boleh melayani anda: fail terlalu besar untuk sistem fail destinasi

Operasi yang berlainan yang dijalankan oleh ALU boleh diklasifikasikan seperti berikut:

Operasi logik

Berikut adalah operasi logik yang berbeza, seperti dan, atau, tidak, xor, atau, nand, dll.

Operasi aritmetik

Ia merujuk kepada jumlah dan penolakan bit. Walaupun pendaraban dan pembahagian kadang -kadang digunakan, operasi ini lebih mahal untuk dilakukan.

Jumlah berulang juga boleh digunakan untuk menggantikan pendaraban dan pengurangan berulang untuk menggantikan bahagian.

Operasi anjakan bit

Ia merujuk kepada anjakan kedudukan bit di beberapa tempat di sebelah kanan atau ke kiri, yang dianggap sebagai operasi pendaraban.

Unit aritmetik dan logik

Dalam unit aritmetik, pendaraban dan pembahagian dijalankan melalui satu siri operasi jumlah atau penolakan dan dengan anjakan bit. Terdapat beberapa cara untuk mewakili nombor negatif.

Di unit logik, mana -mana 16 operasi logik yang mungkin dapat dijalankan. Sebagai contoh, sebaliknya dua pengendali atau mengenali apa yang meletakkan bit tidak sepadan.

Senibina Alu

ALU boleh mengakses kedua -dua input dan output secara langsung ke unit kawalan pemproses, memori utama dan peranti input dan output.

Data input dan output dihantar melalui laluan elektronik yang dipanggil bas. Pintu masuk sepadan dengan arahan, yang merangkumi satu atau lebih operan, kod operasi dan, dalam beberapa kes, kod format.

Kod operasi menunjukkan Alu apakah tindakan yang mesti dilaksanakan, sebagai tambahan kepada operan yang terlibat dalam operasi tersebut. Contohnya, anda dapat menunjukkan bahawa kedua -dua pengendali dikurangkan atau dibandingkan.

Boleh melayani anda: Apakah jenis produk yang dihuraikan dengan elastomeres?

Output terdiri daripada hasil yang akan diletakkan dalam rekod penyimpanan dan konfigurasi yang akan menunjukkan sama ada operasi itu dijalankan dengan jayanya. Jika tidak, beberapa jenis status akan disimpan di keadaan mesin.

Aliran bit dan operasi yang dijalankan ke atas mereka di subunit Alu dikawal oleh litar pintu.

Dalam litar ini, unit urutan logik adalah yang mengarahkan pintu, melalui urutan tertentu yang sepadan dengan setiap kod operasi.

Pintu logik

Semua maklumat di komputer disimpan dan dikendalikan dalam bentuk nombor binari, iaitu 0 dan 1. Untuk mengendalikan nombor binari, suis transistor digunakan, kerana terdapat hanya dua keadaan yang mungkin pada suis: terbuka atau ditutup.

Transistor terbuka, yang mana tidak ada pas semasa, mewakili 0. Transistor tertutup, di mana semasa berlalu, mewakili 1.

Operasi dapat dicapai dengan menghubungkan pelbagai transistor. Transistor boleh digunakan untuk mengawal transistor kedua. Contohnya, suis transistor menghidupkan atau mematikan bergantung pada keadaan transistor kedua.

Ini dikenali sebagai pintu gerbang, kerana peruntukan ini boleh digunakan untuk membenarkan atau menghentikan arus elektrik.

Pintu adalah blok pembinaan Alu. Mereka dibina dari diod, rintangan atau transistor. Pintu -pintu ini digunakan dalam litar bersepadu untuk mewakili input binari sebagai keadaan "pencucuhan" dan "off".

ALU dikonfigurasikan melalui litar kombinatorial. Litar ini menggunakan pintu logik seperti dan, atau tidak.

Dan pintu gerbang

Dan lebih banyak pintu masuk. Output dan 1 pintu gerbang jika semua tiket adalah 1. Pintu gerbang dan da 0 hasilnya jika mana -mana data input adalah 0.

Boleh melayani anda: apakah bentuk normal ketiga? (Pangkalan data)

Pintu gerbang

Pintu Pesanan boleh mempunyai dua atau lebih tiket. Keluar dari pintu gerbang ER akan selalu menjadi 1 jika mana -mana penyertaan adalah 1 dan 0 jika semua pintu masuk adalah 0.

Tiada guenta

Jenis operasi yang paling mudah adalah pintu bukan pintu. Ini hanya menggunakan transistor tunggal. Gunakan pintu masuk tunggal dan menghasilkan satu output, yang selalu bertentangan dengan pintu masuk.

Gerbang Nod digunakan untuk membalikkan hasil pintu atau melabur keadaan Boolean dari 0 hingga 1 dan 1 hingga 0. Ia juga digunakan dengan pintu gerbang "dan" dan "atau".

Apabila digunakan bersempena dengan pintu dan atau "atau" pintu, tidak mengangguk diwakili dengan bulatan kecil di hadapan kedua -dua pintu.

Setelah menggunakan tidak.

Rekod

Mereka adalah komponen yang sangat penting dalam Alu untuk menyimpan arahan, data pertengahan, opera masuk, operan yang ditambah, hasil terkumpul, yang disimpan dalam penumpuk, dan hasil akhir.

Rekod memberikan akses yang sangat cepat ke ingatan, jika dibandingkan dengan cache, ram dan cakera keras. Mereka dibina di atas CPU dan kecil.

Rujukan

1. Paul Zandbergen (2019). Unit Logik Aritmetik (ALU): Definisi, Reka Bentuk & Fungsi. Kajian. Diambil dari: Kajian.com.
2. Ravepedia (2019). Unit Logik Aritmetik (ALU). Diambil dari: ravepedia.com.
3. Margaret Rouse (2019). Unit Aritmetik-Logik (ALU). TechTarget. Diambil dari: Whatis.TechTarget.com.
4. Diesh Thakur (2019). Apakah Unit Logik Aritmetik (ALU)? - Definisi dan makna. Nota Ecomputer. Diambil dari: Ecomputernote.com.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Unit logik aritmetik. Diambil dari: dalam.Wikipedia.org.