산술 논리 장치 (ALU) - 그것은 무엇인가?

산술 논리 유닛, 입 / 출력 부, 및 기억 장치 및 제어 : 공지 된 바와 같이, 컴퓨터 프로세서는 네 개의 기본 요소로 구성된다. 이러한 아키텍처는 오랜 시간이 걸렸다는 사실에도 불구하고, 고전적인 구조, 지난 세기에 정의하고, 폰 노이만은 관련 남아있다.

가 ALU는 무엇입니까?

산술 논리 장치는 - 시작하고 초등학교 복잡한 표현을 종료, 논리 및 산술 형 변환을 구현하는 데 필요한 프로세서의 구성 요소 중 하나입니다. 사용 비트 피연산자는 단어, 또는 크기의 길이로 간주됩니다.

가 ALU의 주요 작업은 컴퓨터의 메모리에 저장된 데이터를 처리 중입니다. 또한, 산술 논리 유닛은, 최종 데이터의 종류에 따라 필요한 연산 처리를 수행하는 적절한 방법을 선택하는 컴퓨터를 지시하는 제어 신호를 생성 할 수있다. 모든 작업은 각각의 구조적 수천 개의 항목으로 나누어 져 있습니다, 전자 회로를 포함한다. 이러한 보드는 일반적으로 bystrodeystvennye과 높은 밀도를 가지고있다.

입력되는 신호에 따라, 두 개의 ALU 번호와 각기 다른 유형의 작업을 수행한다. 모든 산술 논리 컴퓨터 장치는 네 가지 기본 행동 변화 및 논리적 변환의 구현을 제공합니다. ALU 작업을 설정하는 것은 - 그것의 주요 특징입니다.

산술 논리 유닛의 요소 - 수신 된 데이터의 제어 처리, 송신, 저장 및 변환에 대응하는 노드의 네 가지 주요 군.

스토리지 ALU 노드

이 범주에 포함

• 보조 비트 결과의 다른 기능을 유지하는 트리거;
• 중간 피연산자와 최종 결과의 무결성에 대한 책임이 있습니다 레지스터.

때때로 산술 논리 유닛은 전용의 메모리 유닛에 결합 될 수 레지스터 및 트리거 - 단일 상태 레지스터를 형성한다.

ALU 전송 노드

이 범주에 포함

• 장치의 블록을 상호 연결 버스;
• 멀티플렉서 및 밸브 동작의 정확한 방향을 선택할 책임이있다.

노드는 ALU 변환

이들은 다음을 포함한다 :

• 가산기 마이크로 연산을 제공;
• 회로는 논리 연산을 수행;
• 쉬프터;
• 소수점 산술 보정기;
• 추가 데이터를 얻거나 반대로 사용하는 코드 변환기;
• 보조 변환의 구현에 수행되는 사이클의 수를 카운트하는 카운터.

ALU 제어 노드

객체의이 범주는 다음과 같습니다

• 제어부;
• 신호 디코더;
• 실행하는 펌웨어 분지의 형성에 필요한 논리 회로의 특성을 변환.

동작 처리기 제어부

이 블록은 주어진 명령의 정확한 실행을 위해 요구되는 신호들의 기능적 서열의 제조를위한 책임이있다. 일반적으로 이러한 변환은 여러 사이클에서 실현된다.

제어 장치는 프로그램의 자동 실행을 제공한다. 이 기술을 지원하는 것은 기계 구성 요소의 구성 요소의 다른 지점의 업무를 조정하는 것이 필요하다.

운전 제어 장치 동안 명확한 특성의 숫자를 가진의 기본 원리를 마이크로 프로그래밍 응답합니다.

분류 ALU

운영 공정 변수에 따른 산술 논리 유닛은 병렬 및 직렬로 분할된다. ALU에 주요 차이점은 피연산자 및 연산을 표현하는 방법이다.

산술 논리 유닛의 이용 특성에 의해 다기능 블록으로 나누었다. 첫 번째 유형에서는, ALU를 사용 안식각 수의 다른 형태의 요청 된 데이터 동작 모드에 적용되는 것과 동일한 회로가 작업을 수행하기. 블록 장치에서는, 모든 조작은 분포 데이터 형식을 통해 수행 하였다. 십진수, 알파벳과 숫자 필드, 부동 소수점 숫자 또는 고정하여 다양한 방식들로 동작합니다. 이 경우에, 산술 논리 유닛은 훨씬 빠르게 의한 주어진 작업의 병렬 실행한다. 그러나 그들은 또한 단점을 가지고 - 비용 증가는 장비를 지원합니다.

프레젠테이션의 방법에 따라 산술 논리 유닛을 사용할 수있다 :

• 소수점;
• 부동 소수점 숫자;
• 고정 소수점 숫자.

장치 운영

구조는 다음의 그룹으로 분할 된 논리 함수를 통해 ALU 연산의 수를 포함한다 :

• 소수점 연산;
• 분명한 점과 숫자에 대한 이진 산술;
• 세퍼레이터 부동 진수 산술 표현식;
• 수정 명령 어드레스;
• 논리 연산의 타입;
• 영숫자 필드의 전환;
• 특별한 연산.

현대 전자 컴퓨터는 활동의 위의 모든 유형을 실현할 수 있으며, 마이크로 컴퓨터는이 기본 기능을 가지고 있지 않기 때문에 가장 복잡한 절차는 작은 루틴을 연결하여 수행 하였다.

산술 및 논리 절차

모든 행동 ALU는 몇 가지 그룹으로 나눌 수 있습니다.

산술 연산은 나눗셈, 곱셈 감산 모듈 통상 감산 및 추가를 포함한다.

논리 변환함으로써 그룹 즉, 결합 및 분리, 평등 데이터의 비교이며, 논리 "및"과 "또는"포함한다. 이러한 과정은 일반적으로 복수의 비트로 이루어지는 이진 워드에 수행된다.

특수 산술 연산 정규화, 논리 및 산술 시프트를 포함한다. 이러한 변환 사이에 큰 차이입니다. 위치의 산술 시프트 숫자 만 변경되면, 논리 부호 비트는 동작에 부착된다.

산술 논리 유닛을 사용하여 이루어지는 각 동작은, 전자 시스템에 대한 다중 비트의 논리를 설명하는 논리 형 함수의 시퀀스를 호출 할 수있다. 예를 들어, 이진 컴퓨터의 진수 시스템에 이르기까지, 그래서 이진 논리를 사용합니다.

절대적 산술 논리 변형 모두는 자체 피연산자를 가지며 출력 결과는 16 비트의 비트 열로 해석된다. 유일한 예외는 분할 된 div 서명 프리미티브이다. 플래그의 다양한 마이너스 또는 플러스 오버 플로우와 두 숫자의 출력 데이터를 해석 할 수 있습니다. 로직은 비트의 변화에 기초 산술 모듈로 (modulo). 기호에 예기치 않은 변화가 있었다 경우 플래그는, 배치됩니다. 예를 들어, 두 개의 양수를 추가, 당신은 "+"기호 결과를 얻을 수 있습니다. 이 부호 비트 설정 부에 캐리이며, 결과는 부정적인 경우에, 오버 플로우 플래그가 설정됩니다.

논리는 캐리 비트 산술 부호에 기초한다. 최상위 비트에서 생성 된 캐리는 결과로 쓸 수없는 경우이 플래그는, 시스템에 의해 설정됩니다. 이 비트 ALU는 변환 자세한 표현에 매우 효과적인 사용하는 경우.

결론

ALU는 종종 명령이나 코드 번호를 제공 역할에서 필요한 피연산자를 통해 논리적이고 산술 변환을 수행하는 데 사용됩니다. 수행 단계는 다음 계산에 사용하기 위해 저장 장치에 리턴 인, 결과 후에.