De ALU (logisk aritmetisk enhet) Det er en elektronisk krets som har til å utføre alle prosessene knyttet til prosedyrene for logikk og numerisk beregning. Det er oppført som en uunnværlig komponent i datamaskinens sentrale prosesseringsenhet (CPU).
Nyere CPUer inkluderer veldig kraftige og komplekse ALUer. I noen CPU-strukturer er ALU delt inn i en aritmetisk enhet og en logisk enhet. I tillegg til ALU inkluderer nåværende CPUer en kontrollenhet.
De fleste operasjonene til en CPU utføres av en eller flere ALUer når data lastes fra inngangsregister. Et register er en liten ledig plass å lagre som en del av en CPU.
Kontrollenheten forteller ALU hvilken prosedyre som skal kjøres med den informasjonen, og lagrer resultatet i et utgangsregister. Kontrollenheten utfører overføring av informasjon mellom registre, ALU og minne.
Etter hvert som prosedyrer blir mer komplekse, vil ALU også ta mer CPU-plass, koste mer og generere mer varme..
Artikkelindeks
ALU er primært dedikert til å utføre logiske og matematiske operasjoner, inkludert bitskiftende operasjoner. Dette er grunnleggende prosesser som må utføres på nesten alle dataene som prosessoren behandler.
Den logiske aritmetiske enheten er den komponenten i CPU-en som utfører alle beregningene som CPU-en måtte trenge. Det er den "kalkulerende" delen av datamaskinen, siden den utfører grunnleggende aritmetiske og logiske operasjoner..
Mye av prosedyrene er av logisk karakter. I henhold til utformingen av ALU kan CPUen få mer kraft. Imidlertid vil den også bruke mer energi og produsere mer varme..
De forskjellige operasjonene som utføres av ALU kan klassifiseres som følger:
Her er de forskjellige logiske operasjonene, for eksempel AND, OR, NOT, XOR, NOR, NAND, etc..
Viser til tillegg og subtraksjon av biter. Selv om multiplikasjon og deling noen ganger brukes, er disse operasjonene dyrere å utføre.
Du kan også bruke repeterende tillegg for å erstatte multiplikasjon og repeterende subtraksjon for å erstatte divisjon.
Det refererer til forskyvning av bitposisjonene et bestemt antall steder til høyre eller til venstre, som betraktes som en multiplikasjonsoperasjon.
I den aritmetiske enheten utføres multiplikasjon og deling av en rekke tilleggs- eller subtraksjonsoperasjoner og ved å forskyve bitene. Det er flere måter å representere negative tall på.
Enhver av 16 mulige logiske operasjoner kan utføres på den logiske stasjonen. For eksempel å kontrastere to operander eller å gjenkjenne hvor bitene ikke stemmer overens.
ALU har direkte tilgang til både inngang og utgang til prosessorens styreenhet, hovedminne og inngangs- og utdataenheter.
Inngangs- og utdataene overføres gjennom en elektronisk bane som kalles en buss. Inngangen tilsvarer en instruksjon som inkluderer en eller flere operander, en operasjonskode og i noen tilfeller en formatkode.
Operasjonskoden viser ALU hvilken handling den skal utføre, i tillegg til operandene som er involvert i den operasjonen. For eksempel kan du indikere at de to operandene blir trukket eller sammenlignet.
Utgangen består av et resultat som vil bli plassert i et lagringsregister og en konfigurasjon som vil indikere om operasjonen var vellykket. Hvis ikke, lagres en slags tilstand i maskinstatus.
Bitstrømmen og operasjonene som utføres på dem i ALU-underenhetene styres av portkretser.
I disse kretsene er en logisk sekvensenhet den som styrer portene, gjennom en spesifikk sekvens som tilsvarer hver operasjonskode.
All informasjon i en datamaskin lagres og håndteres i form av binære tall, det vil si 0 og 1. Transistorbrytere brukes til å håndtere binære tall, siden det bare er to mulige tilstander i en bryter: åpen eller lukket.
En åpen transistor, gjennom hvilken ingen strøm passerer, representerer en 0. En lukket transistor, gjennom hvilken strøm passerer, representerer en 1.
Operasjoner kan oppnås ved å koble til flere transistorer. En transistor kan brukes til å drive en annen transistor. For eksempel slås bryteren til en transistor av eller på, avhengig av tilstanden til en annen transistor..
Dette er kjent som en port, fordi dette arrangementet kan brukes til å tillate eller stoppe elektrisk strøm.
Portene er byggesteinene til ALU. De er bygget av dioder, motstander eller transistorer. Disse portene brukes i den integrerte kretsen til å representere en binær inngang som "på" og "av" -tilstand..
ALU er konfigurert gjennom en kombinasjonskrets. Denne kretsen bruker logiske porter som AND, OR, IKKE for dens konformasjon.
AND-porten har to eller flere innganger. Utgangen til AND-porten er 1 hvis alle inngangene er 1. AND-porten returnerer 0 hvis noen av inngangsdataene er 0.
ELLER-porten kan ha to eller flere innganger. Utgangen til ELLER-porten vil alltid være 1 hvis noen av inngangene er 1 og 0 hvis alle inngangene er 0.
Den enkleste typen operasjoner er en IKKE port. Den bruker bare en enkelt transistor. Bruker en enkelt inngang og produserer en enkelt utgang, som alltid er motsatt av inngangen.
IKKE-porten brukes til å reversere resultatet av portene eller invertere den boolske tilstanden fra 0 til 1 og fra 1 til 0. Den brukes også med porten “AND” og “OR”..
Når den brukes i forbindelse med AND- eller “ELLER” -porten, er NOT-porten representert med en liten sirkel foran begge portene..
Etter å ha brukt IKKE-porten blir AND-portene NAND og “ELLER” portene blir NOR.
De er en veldig viktig komponent i ALU for å lagre instruksjoner, mellomdata, inngangsoperandene, operandene som legges til, det akkumulerte resultatet, som er lagret i en akkumulator, og det endelige resultatet..
Register gir veldig rask tilgang til minne, sammenlignet med cache, RAM og harddisk. De er innebygd i CPU og er små.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.