ALU (logische rekenkundige eenheid) bewerkingen en architectuur

De ALU (logische rekenkundige eenheid) Het is een elektronisch circuit waarvan de functie is om alle processen uit te voeren die verband houden met de logica- en numerieke berekeningsprocedures. Figuur als een onmisbare component van de centrale verwerkingseenheid (CPU) van computers.

Recente CPU's omvatten ALU zeer krachtig en complex. In sommige CPU -structuren is ALU verdeeld in een rekenkundige eenheid en een logische eenheid. Naast de ALU omvatten de huidige CPU's een besturingseenheid.

Bron: CC BY-SA 3.0, https: // commons.Wikimedia.org/w/index.PHP?Curid = 168473

De meeste bewerkingen van een CPU worden uitgevoerd door een of meer ALU, wanneer de gegevens worden geladen uit de invoerrecords. Een record is een kleine vrije ruimte om op te slaan als onderdeel van een CPU.

De besturingseenheid geeft aan de ALU aan welke procedure met die informatie moet worden uitgevoerd en houdt het resultaat bij in een uitvoerrecord. De besturingseenheid voert de overdracht van informatie uit tussen records, ALU en geheugen.

Naarmate de procedures complexer worden, zal de ALU ook meer ruimte innemen in de CPU, zal hij hogere kosten hebben en meer warmte genereren.

[TOC]

Bewerkingen uitgevoerd door de Alu

ALU is voornamelijk gewijd aan logische en wiskundige bewerkingen, inclusief bitverplaatsingsbewerkingen. Dit zijn fundamentele processen die moeten worden uitgevoerd in bijna alle gegevens die door de CPU zijn verwerkt.

De logische rekeneenheid is die component van de CPU die alle berekeningen uitvoert die de CPU nodig heeft. Het is het "rekenmachine" -gedeelte van de computer, omdat het de fundamentele rekenkundige en logische bewerkingen uitvoert.

Veel van de procedures zijn logisch. Volgens het ontwerp dat de ALU heeft, kan de grotere kracht aan de CPU worden gegeven. Het zal echter ook meer energie maken en meer warmte produceren.

Kan u van dienst zijn: bestand te groot voor het bestemmingsbestandssysteem

De verschillende bewerkingen die door de ALU worden uitgevoerd, kunnen als volgt worden geclassificeerd:

Logische bewerkingen

Hier zijn de verschillende logische bewerkingen, zoals en, of, niet, xor, noch, nand, etc.

Rekenkundige bewerkingen

Het verwijst naar de som en aftrekking van bits. Hoewel er soms vermenigvuldiging en verdeling worden gebruikt, zijn deze bewerkingen duurder om uit te voeren.

Repetitieve bedragen kunnen ook worden gebruikt om de vermenigvuldiging en repetitieve aftrekkingen te vervangen om de divisie te vervangen.

Bits verplaatsingsbewerkingen

Het verwijst naar de verplaatsing van bits posities op een bepaald aantal plaatsen rechts of naar links, die wordt beschouwd als een vermenigvuldigingsbewerking.

Rekenkundige en logische eenheid

In de rekenkundige eenheid worden vermenigvuldiging en verdeling uitgevoerd door een reeks som- of aftrekkingsoperaties en met de verplaatsing van de bits. Er zijn verschillende manieren om negatieve getallen weer te geven.

In de logische eenheid kan elk van de 16 mogelijke logische bewerkingen worden uitgevoerd. Contrast bijvoorbeeld twee operanden of herken bijvoorbeeld welke plaatsen de bits niet overeenkomen.

Alu -architectuur

ALU heeft rechtstreeks toegang tot zowel invoer als uitvoer tot de processorbesturingseenheid, het hoofdgeheugen en de invoer- en uitvoerapparaten.

De invoer- en uitvoergegevens worden verzonden via een elektronische route genaamd Bus. De ingang komt overeen met een instructie, die een of meer operanden, een bewerkingscode en, in sommige gevallen, een formaatcode omvat.

De bewerkingscode toont Alu wat de actie is die deze moet uitvoeren, naast de operanden die bij de genoemde bewerking betrokken zijn. U kunt bijvoorbeeld aangeven dat de twee operanden worden afgetrokken of vergeleken.

Kan u van dienst zijn: welke soorten producten zijn uitgewerkt met elastomeren?

De uitgang bestaat uit een resultaat dat in een opslag- en configuratierecord wordt geplaatst dat aangeven of de bewerking met succes is uitgevoerd. Zo niet, dan wordt een soort status opgeslagen in de status van de machine.

De stroom van bits en de bewerkingen die op hen zijn uitgevoerd in de Alu -subeenheden worden bestuurd door poortcircuits.

In deze circuits is een logische sequentie -eenheid degene die de poorten stuurt, via een specifieke reeks die overeenkomt met elke bewerkingscode.

Logische poorten

Alle informatie op een computer wordt opgeslagen en behandeld in de vorm van binaire getallen, dat wil zeggen 0 en 1. Om binaire getallen te verwerken, worden transistorschakelaars gebruikt, omdat er slechts twee mogelijke toestanden op een schakelaar zijn: open of gesloten.

Een open transistor, waardoor geen stroom voorbijgaat, vertegenwoordigt een 0. Een gesloten transistor, waardoor stroom voorbijgaat, vertegenwoordigt een 1.

Bewerkingen kunnen worden bereikt door meerdere transistors te verbinden. Een transistor kan worden gebruikt om een ​​tweede transistor te regelen. Een transistorschakelaar gaat bijvoorbeeld in of uit, afhankelijk van de toestand van een tweede transistor.

Dit staat bekend als GATE, omdat deze bepaling kan worden gebruikt om de elektrische stroom toe te staan ​​of te stoppen.

De poorten zijn de bouwblokken van de Alu. Ze zijn gebouwd uit diodes, weerstanden of transistoren. Deze poorten worden in het geïntegreerde circuit gebruikt om een ​​binaire invoer weer te geven als een "ontsteking" en "uit" staat.

ALU is geconfigureerd via een combinatorisch circuit. Dit circuit gebruikt logische poorten zoals en, of niet.

En poort

De en meer of meer ingangen. De en is 1 poortuitgang als alle tickets 1 zijn. De poort en da 0 als gevolg daarvan als een van de invoergegevens 0 is.

Kan u van dienst zijn: wat is de derde normale vorm? (Databases)

Sierpoort

Bestelpoort kan twee of meer tickets hebben. De uitgang van de ER -poort zal altijd 1 zijn als een van de vermeldingen 1 en 0 is als alle ingangen 0 zijn.

Geen Guenta

Het eenvoudigste type werking is een niet -poort. Dit gebruikt slechts één transistor. Gebruik een enkele ingang en produceer een enkele uitgang, die altijd het tegenovergestelde is van de ingang.

Knikpoort wordt gebruikt om het resultaat van de poorten om te keren of de Booleaanse toestand te investeren van 0 tot 1 en 1 tot 0. Het wordt ook gebruikt met de "en" en "of" poort.

Wanneer gebruikt in combinatie met de en of "of" poort, wordt het niet -knik weergegeven met een kleine cirkel voor beide poorten.

Na het gebruik van de niet.

Records

Ze zijn een zeer belangrijk onderdeel in de ALU om instructies op te slaan, tussenliggende gegevens, de ingangopera, de operanden die worden toegevoegd, het geaccumuleerde resultaat, dat is opgeslagen in een accumulator en het eindresultaat.

Records bieden zeer snelle toegang tot geheugen, in vergelijking met cache, RAM en harde schijf. Ze zijn gebouwd op de CPU en zijn klein.

Referenties

1. Paul Zandbergen (2019). Arithmetic Logic Unit (ALU): Definitie, ontwerp en functie. Studie. Genomen van: Studie.com.
2. Ravepedia (2019). Arithmetic Logic Unit (ALU). Genomen uit: Ravepedia.com.
3. Margaret Rouse (2019). ARITHMETISCH-LOGISCHE EENHEID (ALU). Techtarget. Genomen uit: wat is.Techtarget.com.
4. Diesh Thakur (2019). Wat is rekenkundige logica -eenheid (ALU)? - Definitie en betekenis. Ecomputer Notes. Uitgevoerd uit: Ecomputernotes.com.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Rekenkundige logica -eenheid. Genomen van: in.Wikipedia.borg.