وحدة حسابية المنطق (ALU) - ما هو؟

كما هو معروف، يتكون معالج الكمبيوتر من أربعة عناصر أساسية هي: وحدة حسابية المنطق، وحدة الإدخال / الإخراج، ووحدات التخزين والتحكم. هذه بنية المعرفة في القرن الماضي، وعلى الرغم من حقيقة أنه استغرق وقتا طويلا، والهيكل الكلاسيكي فون نيومان لا تزال ذات الصلة.

ما هو ALU؟

وحدة الحساب المنطق - هي واحدة من مكونات المعالج أن هناك حاجة لتنفيذ المنطق والحساب من نوع التحولات، البداية والنهاية التعبيرات المعقدة الابتدائية. المعاملات قليلا المستخدمة يعتبر طول كلمة واحدة، أو حجمها.

وتتمثل المهمة الرئيسية للALU يتم معالجة البيانات المخزنة في ذاكرة الكمبيوتر. وبالإضافة إلى ذلك، وحدة المنطق الحسابية قادرة على إنتاج إشارات التحكم التي توجه جهاز كمبيوتر لاختيار الطريقة المناسبة لتنفيذ عملية الحوسبة اللازمة تبعا لأنواع البيانات النهائية. وتشمل جميع العمليات الدوائر الإلكترونية، وينقسم كل منها هيكليا في الآلاف من العناصر. هذه المجالس عادة bystrodeystvennye ولها كثافة عالية.

اعتمادا على الإشارات التي هي المدخلات، وALU أداء أنواع مختلفة من العمليات مع رقمين. أي منطق الحسابي جهاز الكمبيوتر ينص على تنفيذ الإجراءات الأربعة الأساسية، والتحولات والتحولات المنطقية. تعيين عمليات ALU - هو السمة الرئيسية لها.

مكونات وحدة حسابية منطق - المجموعات الأربعة الرئيسية من العقد التي تتوافق مع عملية مراقبة ونقل وتخزين وتحويل البيانات الواردة.

الليمفاوية تخزين ALU

تشمل هذه الفئة:

• وموجبات، والحفاظ على بت المساعدة وميزات مختلفة من النتائج؛
• السجلات التي هي المسؤولة عن سلامة المعاملات والمتوسطة والنتائج النهائية.

تسجل في بعض الأحيان وحدة المنطق الحسابية قد تكون مجتمعة في وحدة ذاكرة مخصصة، ويطلق - تشكيل تسجيل حالة واحدة.

عقد انتقال ALU

تشمل هذه الفئة:

• حافلة ربط الكتل الجهاز.
• أجهزة الإرسال والصمامات، هي المسؤولة عن اختيار الاتجاه الصحيح للعمليات.

عقد تحويل ALU

وتشمل هذه:

• الأفاعي تعمل على التقاط الصغيرة؛
• الدوائر أداء العمليات المنطقية.
• المغيرون.
• المصححين عن الحساب العشري.
• المحولات التعليمات البرمجية، والتي تستخدم للحصول على بيانات إضافية أو عكس.
• عدادات لحساب عدد دورات يؤديها لتنفيذ التحولات المساعدة.

عقد السيطرة ALU

هذه الفئة من الكائنات:

• وحدة تحكم.
• إشارات فك.
• تحويل خصائص دائرة المنطق اللازمة لتشكيل فروع الثابتة لتنفيذه.

وحدة مراقبة عمل المعالج

هذه الكتلة هي المسؤولة عن إنتاج تسلسل وظيفي الإشارات اللازمة لتنفيذ الصحيح من أمر معين. عادة، يتم تحقيق هذا التحويل في عدة دورات.

توفر وحدة التحكم التنفيذ التلقائي للبرنامج. تدعم هذه التقنية من الضروري تنسيق عمل الفروع الأخرى من مكونات مكونات الجهاز.

خلال وحدة تحكم عملية يستجيب microprogramming المبدأ الأساسي من وجود عدد من الخصائص واضحة.

تصنيف ALU

وتنقسم وحدة المنطق الحسابية التي تعمل وفقا لمتغيرات العملية إلى متوازية والمسلسل. والفرق الرئيسي بين ALU هو وسيلة لتقديم المعاملات والعمليات.

وفقا لطبيعة استخدام وحدة الحساب المنطق ومقسوما على كتلة متعددة الوظائف. في النوع الأول من ALU لتنفيذ عمليات مع أشكال مختلفة من أرقام راحة المستخدمة هي نفس الدوائر التي تتكيف مع وضعية التشغيل إلى البيانات المطلوبة. في الأجهزة كتلة، كان أداء جميع العمليات عبر أنواع البيانات التوزيع. وبالنسبة للعمليات مع الأرقام العشرية، وحقول الأبجدية والرقمية، النقطة العائمة الرقمية أو باستخدام مخططات مختلفة الثابتة. في هذه الحالة، وحدة المنطق الحسابية ويرجع ذلك بشكل أسرع بكثير إلى التنفيذ المتوازي لمهمة معينة. ولكن لديهم أيضا عيب - زيادة تكاليف لدعم المعدات.

وحدة المنطق الحسابية وفقا لطريقة العرض يمكن استخدامها ل:

• عشري.
• أرقام النقطة العائمة.
• أرقام نقطة ثابتة.

عمليات الجهاز

ويشمل الهيكل عدد من العمليات ALU عبر وظائف منطقية والتي تنقسم إلى المجموعات التالية:

• الحساب العشري.
• الحسابي الثنائية للأرقام مع نقطة واضحة.
• حسابيه الست عشرية لتطفو فاصل.
• عناوين تعليمات التعديل.
• منطقي نوع العملية؛
• تحويل حقول الأبجدية الرقمية.
• الحساب الخاص.

الحواسيب الإلكترونية الحديثة قادرة على تحقيق كل أنواع المذكورة أعلاه من النشاط، والحواسيب الصغيرة لا تملك هذه الوظائف الأساسية، وبالتالي فإن الإجراءات الأكثر تعقيدا أداء من خلال ربط الروتينية الصغيرة.

الحساب وإجراء منطقي

جميع الإجراءات ALU يمكن تقسيمها إلى عدة مجموعات.

وتشمل العمليات الحسابية تقسيم والضرب، وحدات الطرح الطرح العادي وبالإضافة إلى ذلك.

بواسطة التحولات منطقية تشمل مجموعة المنطقية "و" و "أو"، وهذا هو، جنبا إلى جنب وانفصال، ومقارنة البيانات على المساواة. وتتم هذه الإجراءات عادة خارجا على الكلمات الثنائية تتكون من عدد وافر من البتات.

وتشمل العمليات الحسابية الخاصة التحولات التطبيع ومنطقية والحساب. بين هذه التحولات هو فرق كبير. إذا كان التحول الحسابي في الموقع تغيير الأرقام العددية فقط، ثم يتم إرفاق بت تسجيل المنطقي للحركة.

كل عملية، والتي تأخذ مكان باستخدام وحدة الحساب المنطق، يمكن أن يسمى سلسلة من المهام المنطق من نوع، والتي وصفها المنطق multibit لأجهزة الكمبيوتر الإلكترونية. على سبيل المثال، على جهاز كمبيوتر ثنائي يستخدم منطق ثنائي، وهلم جرا، وصولا الى النظام العشري.

تماما كل من التحولات الحساب المنطقي ديه المعاملات الخاصة بها ويتم تفسير نتائج الإخراج كسلاسل بت مع ستة عشر بت. والاستثناءات الوحيدة هي الأوليات وقعت عناصر div الانقسام. مجموعة متنوعة من أعلام تسمح لتفسير البيانات على إخراج كل الأرقام مع زائد أو ناقص تجاوز. ويستند هذا المنطق على التحول من بت MODULO الحساب. يتم وضع العلم، وإذا كانت هناك تغييرات غير متوقعة في التوقيع. على سبيل المثال، مشيرا الى ان اثنين أرقام إيجابية، عليك ان تحصل على نتيجة لذلك مع علامة "+". ولكن إذا كان هناك حمل في وحدة وضع علامة قليلا، وكانت النتيجة سلبية، يتم تعيين علامة تجاوز.

ويستند هذا المنطق على الحساب غير موقعة تحمل قليلا. يقع هذا العلم من قبل النظام، وإذا كان حمل ولدت من بت الأكثر أهمية لا يمكن كتابة نتيجة لذلك. هذا الشيء ALU فعالة جدا عند استخدامها مع التحولات تمثيل مطول.

استنتاج

يستخدم ALU لتنفيذ تحويلات المنطقية والحسابية على المعاملات المطلوبة في الدور الذي غالبا ما تكون الأوامر أو أرقام الرمز. بعد الخطوات أداء النتيجة عاد إلى جهاز تخزين للاستخدام في العمليات الحسابية التالية.