Opérations et architecture de l'unité arithmétique logique)

La Alu (unité arithmétique logique) Il s'agit d'un circuit électronique dont la fonction consiste à effectuer tous les processus liés à la logique et aux procédures de calcul numérique. Figure comme un composant indispensable de l'unité de traitement centrale (CPU) des ordinateurs.

Les CPU récents incluent ALU très puissant et complexe. Dans certaines structures CPU, ALU est divisée en une unité arithmétique et une unité logique. En plus de l'ALU, les processeurs actuels comprennent une unité de contrôle.

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La plupart des opérations d'un processeur sont effectuées par une ou plusieurs ALU, lorsque les données sont chargées à partir des enregistrements d'entrée. Un record est un petit espace libre pour stocker dans le cadre d'un processeur.

L'unité de contrôle indique à l'ALU quelle procédure doit être exécutée avec ces informations et conserver le résultat dans un enregistrement de sortie. L'unité de contrôle effectue le transfert d'informations entre les enregistrements, l'ALU et la mémoire.

À mesure que les procédures deviennent plus complexes, l'ALU occupera également plus d'espace dans le CPU, il aura un coût plus élevé et générera plus de chaleur.

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Opérations effectuées par l'ALU

L'ALU est principalement dédiée aux opérations logiques et mathématiques, y compris les opérations de déplacement des bits. Ce sont des processus fondamentaux qui doivent être exécutés dans presque toutes les données traitées par le CPU.

L'unité arithmétique logique est ce composant du CPU qui exécute tous les calculs dont le CPU peut avoir besoin. Il s'agit de la partie "calculatrice" de l'ordinateur, car elle effectue les opérations arithmétiques et logiques de base.

Une grande partie des procédures sont logiques. Selon la conception de l'ALU, la plus grande puissance peut être donnée au CPU. Cependant, il fera également plus d'énergie et produira plus de chaleur.

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Les différentes opérations effectuées par l'ALU peuvent être classées comme suit:

Opérations logiques

Voici les différentes opérations logiques, telles que et, ou non, xor, ni, nand, etc.

Opérations arithmétiques

Il fait référence à la somme et à la soustraction des bits. Bien que la multiplication et la division soient parfois utilisées, ces opérations sont plus coûteuses à effectuer.

Des sommes répétitives peuvent également être utilisées pour remplacer la multiplication et les soustractions répétitives pour remplacer la division.

Opérations de déplacement des bits

Il se réfère au déplacement des positions de bits dans un certain nombre d'endroits à droite ou à gauche, qui est considéré comme une opération de multiplication.

Unité arithmétique et logique

Dans l'unité arithmétique, la multiplication et la division sont effectuées par une série d'opérations de somme ou de soustraction et avec le déplacement des bits. Il existe plusieurs façons de représenter des nombres négatifs.

Dans l'unité logique, l'une des 16 opérations logiques possibles peut être effectuée. Par exemple, contraster deux opérandes ou reconnaître les lieux que les bits ne correspondent pas.

Architecture ALU

ALU peut accéder directement à l'entrée et à la sortie dans l'unité de contrôle du processeur, la mémoire principale et les périphériques d'entrée et de sortie.

Les données d'entrée et de sortie sont transmises par une route électronique appelée bus. L'entrée correspond à une instruction, qui comprend un ou plusieurs opérandes, un code d'opération et, dans certains cas, un code de format.

Le code d'opération montre ALU quelle est l'action qu'il doit exécuter, en plus des opérandes impliqués dans ladite opération. Par exemple, vous pouvez indiquer que les deux opérandes sont soustraits ou comparés.

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La sortie consiste en un résultat qui sera placé dans un enregistrement de stockage et de configuration qui indiquera si l'opération a été effectuée avec succès. Sinon, un certain type de statut sera stocké dans l'état de la machine.

Le flux de bits et les opérations effectuées sur eux dans les sous-unités ALU sont contrôlées par des circuits de porte.

Dans ces circuits, une unité de séquence logique est celle qui dirige les portes, à travers une séquence spécifique qui correspond à chaque code d'opération.

Des portes logiques

Toutes les informations sur un ordinateur sont stockées et gérées sous forme de nombres binaires, c'est-à-dire 0 et 1. Pour gérer les nombres binaires, les interrupteurs de transistor sont utilisés, car il n'y a que deux états possibles sur un interrupteur: ouvert ou fermé.

Un transistor ouvert, à travers lequel aucun courant ne passe, représente un 0. Un transistor fermé, à travers lequel le courant passe, représente un 1.

Les opérations peuvent être réalisées en connectant plusieurs transistors. Un transistor peut être utilisé pour contrôler un deuxième transistor. Par exemple, un interrupteur de transistor s'allume ou s'éteint en fonction de l'état d'un deuxième transistor.

Ceci est connu sous le nom de porte, car cette disposition peut être utilisée pour permettre ou arrêter le courant électrique.

Les portes sont les blocs de construction de l'Alu. Ils sont construits à partir de diodes, de résistances ou de transistors. Ces portes sont utilisées dans le circuit intégré pour représenter une entrée binaire comme un état "d'allumage" et "off".

ALU est configuré via un circuit combinatoire. Ce circuit utilise des portes logiques telles que et, ou non.

Et porte

Les entrées et plus ou plus. Le et est 1 porte de porte si tous les billets sont 1. La porte et DA 0 en conséquence si l'une des données d'entrée est 0.

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Porte d'org

Order Gate peut avoir deux billets ou plus. La sortie de la porte ER sera toujours 1 si l'une des entrées est 1 et 0 si toutes les entrées sont 0.

Pas de Guenta

Le type d'opération le plus simple est une porte non. Cela n'utilise qu'un seul transistor. Utilisez une seule entrée et produisez une seule sortie, qui est toujours l'opposé de l'entrée.

Nod Gate est utilisé pour inverser le résultat des portes ou investir l'état booléen de 0 à 1 et 1 à 0. Il est également utilisé avec la porte "et" et ".

Lorsqu'il est utilisé en conjonction avec la porte et ou «ou», le NOD NOD est représenté avec un petit cercle devant les deux portes.

Après avoir utilisé le non.

Enregistrements

Ils sont un composant très important de l'ALU pour stocker les instructions, les données intermédiaires, l'opéra d'entrée, les opérandes qui sont ajoutés, le résultat accumulé, qui est stocké dans un accumulateur et le résultat final.

Les enregistrements offrent un accès très rapide à la mémoire, par rapport au cache, à la RAM et au disque dur. Ils sont construits sur le processeur et sont petits.

Les références

1. Paul Zandbergen (2019). Unité logique arithmétique (ALU): Définition, conception et fonction. Étude. Tiré de: étudier.com.
2. Ravepedia (2019). Unité logique arithmétique (ALU). Tiré de: Ravepedia.com.
3. Margaret Rouse (2019). Unité arithmétique-logique (ALU). Techtarget. Pris de: Qu'est-ce que.Techtarget.com.
4. Diesh Thakur (2019). Qu'est-ce que l'unité de logique arithmétique (ALU)? - Définition et signification. Notes eComputer. Pris de: ecomputertotes.com.
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Unité arithmétique et logique. Pris de: dans.Wikipédia.org.