Арифметико-логічний пристрій (АЛП) - що це?

Дата:

2018-07-14 20:20:11

Перегляди:

431

Рейтинг:

1Дизлайк 0Любити

Поділитися:

Table of contents:

Як відомо, процесор комп'ютера складається з чотирьох базових компонентів: арифметико-логічного пристрою, модуля вводу/виводу, а також блоків пам'яті і управління. Таку архітектуру визначили ще в минулому столітті і, незважаючи на те що минуло чимало часу, класична структура фон Неймана залишається актуальною.

Що таке АЛУ?

Арифметико-логічний пристрій – це один з компонентів процесора, який необхідний для здійснення перетворень логічного та арифметичного типу, починаючи елементарними і закінчуючи складними виразами. Розрядність використовуваних операндів прийнято вважати довжиною слова, або розміром.

арифметико логічний пристрій

Головне завдання АЛУ полягає в переробці даних, що зберігаються в оперативній пам'яті комп'ютера. Крім того, арифметико-логічний пристрій здатне виробляти сигнали управління, які направляють ЕОМ на вибір правильного шляху для виконання необхідного обчислювального процесу в залежності від типів підсумкових даних. Всі операції будуть задіяні електронні схеми, кожна з яких структурно поділяється на тисячі елементів. Такі плати зазвичай быстродейственные і відрізняються високою щільністю.

В залежності від сигналів, які надходять на вхід, АЛУ виконують різні типи операцій із двома числами. Будь-арифметико-логічний пристрій комп'ютера передбачає реалізацію чотирьох базових дій, зсувів, а також логічних перетворень. Набір операцій АЛУ – це його головна характеристика.

пристрою управління

Складові частини арифметико-логічного пристрою – це чотири основні групи вузлів, які відповідають процесам управління, передачі, зберігання та перетворення вхідних даних.

Вузли зберігання АЛУ

До цієї категорії відносяться:

  • тригери, що зберігають допоміжні біти і різні ознаки результатів;
  • регістри, що відповідають за цілісність операндів, проміжних і кінцевих підсумків.

Іноді регістри арифметико-логічного пристрою можуть об'єднуватися в спеціалізований блок пам'яті, а тригери - формувати єдиний регістр стану.

Більше:

Розширення

Розширення "Економія трафіку Google Chrome

У статті піде мова про те, як здійснюється економія трафіку в Google Chrome. Цей режим ще називають "Турбо", і його практично кожен спостерігав в таких браузерах, як Yandex Browser або Opera. Проте в Google Chrome даний компонент відсутній, і заощади...

Смайли в

Смайли в "Скайпі" - опис, застосування, секрети

Skype - програма, якою користуються багато людей. Вона призначена спеціально для спілкування і обміну даними. Як і будь-який інший месенджер, "Скайп" оснащений чудовим інтерфейсом і графічними елементами. Тут можна виражати емоції різними способами. ...

Ресурс вогняна сіль в

Ресурс вогняна сіль в "Скайриме"

Матеріал у грі «Скайрим» вогняна сіль має ряд застосувань, які будуть корисні для гравця. Цей предмет можна дістати кількома способами, які варто знати користувачу. Стаття надає всю потрібну інформацію з цього ресурсу.ВидобутокУ проекті ж...

Вузли передачі АЛУ

До цієї категорії відносяться:

  • шини, що з'єднують між собою блоки пристрою;
  • мультиплексори і вентилі, що відповідають за вибір правильного напрямку виконання операцій.

Вузли перетворення АЛУ

Сюди відносяться:

  • суматори, які виконують мікрооперації;
  • схеми виконання логічних дій;
  • сдвигатели;
  • коректори для десяткової арифметики;
  • перетворювачі коду, що використовуються для отримання зворотних або додаткових даних;
  • лічильники для підрахунку кількості виконаних циклів і для реалізації допоміжних перетворень.

Вузли управління АЛУ

До цієї категорії об'єктів відносяться:

  • контрольний блок;
  • дешифратор сигналів;
  • схеми перетворення логічних ознак, необхідні для формування гілок для виконання мікропрограм.

Дія пристрою керування процесора

Цей блок відповідає за вироблення послідовності функціональних сигналів, потрібної для коректного виконання заданої команди. Як правило, такі перетворення реалізуються за декілька тактів.

Керуючий пристрій забезпечує автоматичне виконання програми. При цьому задіюються необхідні координовані відгалуження роботи інших складових компонентів машини.

За дію пристрою управління відповідає базовий принцип мікропрограмування, має чітке число характеристик.

Класифікація АЛУ

Арифметико-логічні пристрої за способом оперування змінними ділять на паралельні і послідовні. Головна відмінність між цими АЛУ полягає в способі представлення операндів і виконання операцій.

За характером використання арифметико-логічні пристрої поділяють на багатофункціональні і блокові. В АЛУ першого типу для виконання операцій з різними формами представлення чисел використовуються одні і ті ж схеми, які пристосовуються до затребованному режиму роботи з даними. В блочних пристроях всі операції виконуються через розподіл за видами даних. Для дій з десятковими числами, цифровими та алфавітними полями, числами з плаваючою або фіксованою точкою використовуються різні схеми. При цьому арифметико-логічний пристрій працює набагато швидше завдяки паралельному виконанню поставлених завдань. Але у них є і недолік – збільшені витрати на підтримку обладнання.

Арифметико-логічний пристрій за способом подання може використовуватися для:

  • десяткових чисел;
  • чисел з плаваючою точкою;
  • чисел з фіксованою точкою.

Операції пристрою

Структура АЛП передбачає виконання дій через логічні функції, які поділяються на такі групи:

  • десяткова арифметика;
  • двійкова арифметика для цифр з чітко визначеною точкою;
  • шістнадцяткова арифметика для виразів з плаваючим роздільником;
  • модифікація адрес команд;
  • операції логічного типу;
  • перетворення алфавітно-цифрових полів;
  • спеціальна арифметика.

арифметичні операції

Сучасні електронно-обчислювальні машини здатні реалізувати всі вищезгадані типи активності, а мікроеом не мають такогобазового функціоналу, тому найбільш складні процедури виконують через підключення невеликих підпрограм.

Арифметичні операції і логічні процедури

Усі дії АЛУ можна умовно розділити на кілька груп.

Арифметичні операції включають в себе ділення, множення, віднімання модулів, звичайне віднімання і додавання.

складові частини арифметико логічного пристрою

До групи логічних перетворень зараховують логічне «і» і «або», тобто кон'юнкцію і диз'юнкцію, а також порівняння даних на рівність. Такі процедури, як правило, проводять над двійковими словами, складаються з безлічі розрядів.

арифметико логічний пристрій комп'ютера

До спеціальних арифметичних операцій належать нормалізація, логічний і арифметичний зсув. Між цими перетвореннями є істотна різниця. Якщо при арифметичному зсув у розташуванні змінюють лише цифрові розряди, то при логічному знаковий розряд приєднується до руху.

Кожну операцію, яка відбувається за допомогою використання арифметико-логічного пристрою, можна назвати послідовністю функцій логічного типу, які описуються многоразрядной логікою для електронно-обчислювальних машин. Наприклад, для двійкових ЕОМ використовується двійкова логіка і так далі, аж до десятеричной системи.

Абсолютно у всіх арифметико-логічних перетворень є власні операнди, а результати на виході трактуються як бітові рядки з шістнадцятьма розрядами. Винятком є лише примітиви знакового поділу DIVS. А різноманітні прапори дозволяють трактувати дані на виході як цифри зі знаком мінус або плюс при переповненні. Логіка перетворення бітів будується на арифметиці по модулю. Прапор ставиться, якщо сталися непередбачувані зміни зі знаком. Наприклад, складаючи два позитивних числа, ви повинні отримати результат зі знаком "+". Але якщо відбувається перенесення в знаковий біт, встановлює одиницю, а підсумок виходить негативним, то встановлюється прапор переповнення.

структура алу

Логіка біта перенесення базується на беззнаковой арифметиці. Цей прапор встановлюється системою, якщо згенерований перенос із старшого розряду не може бути записаний як результат. Цей біт АЛУ дуже ефективний при використанні перетворень з багатослівними уявленнями.

Висновок

Арифметико-логічний пристрій використовується для виконання логічних і арифметичних перетворень над необхідними операндами, у ролі яких часто виступають команди або коди чисел. Після виконання дії результат знову надходить у запам'ятовуючий пристрій для використання в наступних обчисленнях.


Article in other languages:

AR: https://tostpost.com/ar/computers/1963-alu.html

BE: https://tostpost.com/be/kamputary/3433-aryfmetyka-lag-chnae-prylada-alu---shto-geta.html

DE: https://tostpost.com/de/computer/3431-arifmetiko-logische-einheit-alu---was-ist-das.html

En: https://tostpost.com/computers/17943-an-arithmetic-logic-unit-alu---what-is-it.html

ES: https://tostpost.com/es/los-ordenadores/3436-una-l-gica-alu---qu-es-esto.html

HI: https://tostpost.com/hi/computers/1963-alu.html

JA: https://tostpost.com/ja/computers/1962-alu.html

KK: https://tostpost.com/kk/komp-yuterler/3434-arifmetikaly--logikaly-ryl-y-al---b-l-ne.html

PL: https://tostpost.com/pl/komputery/3437-jednostk-arytmetyczno-logiczn-alu---co-to-jest.html

PT: https://tostpost.com/pt/computadores/3434-a-unidade-l-gica-aritm-tica-alu---o-que-isso.html

TR: https://tostpost.com/tr/bilgisayarlar/3439-aritmetik-ve-mant-ksal-ayg-t-alu---bu-nedir.html

ZH: https://tostpost.com/zh/computers/2086-alu.html






Alin Trodden - автор статті, редактор
"Привіт, Я Алін Тродден. Я пишу тексти, читаю книги і шукаю враження. І я непогано вмію розповідати вам про це. Я завжди радий брати участь у цікавих проектах."

Примітка (0)

Ця стаття не має коментарів, будьте першим!

Додати коментар

Новини

Структура мережі Інтернет: основні принципи роботи

Структура мережі Інтернет: основні принципи роботи

Сьогодні Інтернетом нікого не здивуєш. Доступ в цю мережу щодня здійснює величезна кількість користувачів. За даними 2015 року, кількість підключених користувачів перевищила 3,3 мільярда. Правда, далеко не всі знають, що являє соб...

Залізний Голем в

Залізний Голем в "Майнкрафт"

Залізний Голем - це нейтральний моб з популярної гри "Майнкрафт". Основне призначення цієї істоти - захист сільських жителів і гравця від агресивних монстрів і нічних зомбі-облог. Залізний Голем є одним з найбільших істот у грі. Й...

Оновлення драйверів Windows

Оновлення драйверів Windows

Як відомо, драйвери створені для того, щоб ознайомити операційну систему (Windows) з тим чи іншим обладнанням. Інакше кажучи, їх завдання - навчити систему спілкуватися з пристроєм, управляти ним, передавати і отримувати інформаці...

Як знімати відео на

Як знімати відео на "Ютуб" з комп'ютера

Сьогодні ми поговоримо про те, як знімати відео на «Ютуб», адже даний ресурс є самим відвідуваним сайтом у світі. Багато хто бажають приєднатися до числа його авторів і зробити свої ролики максимально цікавими.Про що г...

Регресія в Excel: рівняння, приклади. Лінійна регресія

Регресія в Excel: рівняння, приклади. Лінійна регресія

Регресійний аналіз — це статистичний метод дослідження, що дозволяє показати залежність того чи іншого параметра від однієї або кількох незалежних змінних. В докомпьютерную еру його застосування було досить важко, особливо я...

Що таке 25 кадр і чи можна з його допомогою схуднути?

Що таке 25 кадр і чи можна з його допомогою схуднути?

Відомо чимало способів скинути ненависні зайві кілограми. Найбільш популярними з них є спеціальні тренування і дієтичне комплекси. Перші містять у собі набір вправ, які дозволяють зміцнити тонус м'язів проблемних зон, а також змен...