Wie bekannt, besteht der Computerprozessor ausvier Grundkomponenten: Recheneinheit, I / O-Modul sowie Speicher- und Managementeinheiten. Diese Architektur wurde im letzten Jahrhundert definiert und trotz der Tatsache, dass viel Zeit vergangen ist, bleibt die klassische Struktur von Neumann relevant.
Arithmetisches Logikgerät ist einer derKomponenten des Prozessors, die notwendig sind, um die Transformation des logischen und arithmetischen Typs zu implementieren, beginnend mit elementaren und endend mit komplexen Ausdrücken. Die Bitgröße der verwendeten Operanden wird üblicherweise als Länge eines Wortes oder der Größe betrachtet.
Die Hauptaufgabe der ALU ist die VerarbeitungDaten, die im RAM des Computers gespeichert sind. Darüber hinaus ist die Arithmetik-Logik-Einheit können Steuersignale erzeugen, die einen Computer anweisen, die richtige Art und Weise zu wählen, den notwendigen Rechenprozess abhängig von den endgültigen Datentypen durchzuführen. Alle Operationen umfassen elektronische Schaltungen, von denen jede strukturell in Tausende von Elementen unterteilt ist. Solche Boards sind normalerweise schnell und sehr dicht.
Abhängig von den Signalen, die an die gesendet werdenEingabe, ALU führen verschiedene Arten von Operationen mit zwei Zahlen aus. Jedes arithmetisch-logische Gerät des Computers ermöglicht die Implementierung von vier grundlegenden Aktionen, Verschiebungen und logischen Transformationen. Die Menge der ALU-Operationen ist das Hauptmerkmal.
Die Komponenten der arithmetisch-logischen Vorrichtung sind vier Hauptgruppen von Knoten, die den Prozessen der Steuerung, Übertragung, Speicherung und Transformation eingehender Daten entsprechen.
Diese Kategorie umfasst:
Manchmal können Register eines arithmetisch-logischen Geräts zu einem spezialisierten Speicherblock kombiniert werden und Auslöser - bilden ein einzelnes Zustandsregister.
Diese Kategorie umfasst:
Dazu gehören:
Diese Kategorie von Objekten umfasst:
Diese Einheit ist verantwortlich für das Erzeugen einer Folge von funktionalen Signalen, die für die korrekte Ausführung des spezifizierten Befehls notwendig sind. In der Regel werden solche Transformationen für mehrere Zyklen realisiert.
Das Steuergerät bietet eine automatische Ausführung des Programms. Gleichzeitig sind die notwendigen koordinierten Abzweigungen anderer Maschinenkomponenten beteiligt.
Das Grundprinzip der Mikroprogrammierung, das eine eindeutige Anzahl von Eigenschaften aufweist, ist für den Betrieb des Steuergeräts verantwortlich.
Arithmetische Logikgeräte nach MethodeDie Variablen sind in parallele und sequentielle Variablen unterteilt. Der Hauptunterschied zwischen diesen ALUs liegt in der Art und Weise, in der Operanden dargestellt und Operationen ausgeführt werden.
Aufgrund der Art der Verwendung arithmetisch-logischGeräte sind in Multifunktions-und Block unterteilt. In ALU des ersten Typs werden die gleichen Schemata verwendet, um Operationen mit verschiedenen Formen der Darstellung von Zahlen durchzuführen, die sich an den angeforderten Modus der Arbeit mit Daten anpassen. In Blockgeräten werden alle Operationen durch die Verteilung nach Datentypen ausgeführt. Für Operationen mit Dezimalzahlen, numerischen und alphabetischen Feldern, Ziffern mit einem Gleitkomma- oder Fixpunkt werden verschiedene Schemata verwendet. Gleichzeitig arbeitet das arithmetische Logikgerät aufgrund der parallelen Ausführung der gegebenen Aufgaben wesentlich schneller. Sie haben aber auch einen Nachteil - erhöhte Kosten für die Geräteunterstützung.
Ein arithmetisch-logisches Gerät kann verwendet werden für:
Die ALU-Struktur setzt die Ausführung von Aktionen durch logische Funktionen voraus, die in solche Gruppen unterteilt sind:
Moderne elektronische Computersind in der Lage, alle oben genannten Arten von Aktivität zu implementieren, und Mikrocomputer haben keine solche grundlegende Funktionalität, so dass die komplexesten Prozeduren durch die Verbindung von kleinen Subroutinen durchgeführt werden.
Alle Aktionen von ALU können in mehrere Gruppen unterteilt werden.
Arithmetische Operationen umfassen Division, Multiplikation, Subtraktion von Modulen, normale Subtraktion und Addition.
Zur Gruppe der logischen Transformationenlogisch "und" und "oder", das heißt, die Konjunktion und Disjunktion, sowie der Vergleich von Daten für die Gleichheit. Solche Prozeduren werden in der Regel an binären Wörtern ausgeführt, die aus einer Vielzahl von Bits bestehen.
Besondere arithmetische Operationen betreffenNormalisierung, logische und arithmetische Verschiebungen. Zwischen diesen Transformationen besteht ein signifikanter Unterschied. Wenn in der arithmetischen Verschiebung nur digitale Ziffern an einer Stelle geändert werden, wird die Ziffer an einem logischen Zeichen an die Bewegung angehängt.
Jede Operation, die durchläuftDie Verwendung einer arithmetisch-logischen Vorrichtung kann als eine Folge von Funktionen eines logischen Typs bezeichnet werden, die durch Multi-Bit-Logik für elektronische Computer beschrieben werden. Zum Beispiel verwenden binäre Computer binäre Logik usw. bis zu einem Dezimalsystem.
Absolut in allen arithmetisch-logischenTransformationen haben ihre eigenen Operanden, und die Ausgabeergebnisse werden als Bitstrings mit sechzehn Ziffern behandelt. Die einzigen Ausnahmen sind die Primitive der Zeicheneinteilung von DIVS. Mit einer Vielzahl von Flags können Sie die Daten am Ausgang als Ziffer mit einem Minus- oder Pluszeichen für den Überlauf behandeln. Die Logik der Bitkonvertierung baut auf Modulo-Arithmetik auf. Die Flagge wird platziert, wenn unvorhersehbare Änderungen mit einem Zeichen auftreten. Wenn Sie beispielsweise zwei positive Zahlen hinzufügen, sollten Sie das Ergebnis mit einem "+" - Zeichen erhalten. Wenn jedoch im Vorzeichenbit, das die Einheit festlegt, ein Übertrag auftritt und das Ergebnis negativ ist, wird das Überlaufflag gesetzt.
Die Übertragungs-Bit-Logik basiert auf einem vorzeichenlosenArithmetik. Dieses Flag wird vom System gesetzt, wenn der erzeugte Übertrag vom höchsten Bit nicht als Ergebnis geschrieben werden kann. Dieses ALU-Bit ist sehr effektiv, wenn Transformationen mit ausführlichen Darstellungen verwendet werden.
Arithmetisches Logikgerät wird verwendet fürDurchführen logischer und arithmetischer Transformationen über notwendige Operanden, in denen oft Kommandos oder Zahlencodes agieren. Nachdem die Aktion abgeschlossen ist, wird das Ergebnis in den Speicher zur Verwendung in den folgenden Berechnungen zurückgegeben.
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