論理演算ユニット（ALU） - それは何ですか？

算術論理ユニット、入力/出力装置、および記憶ユニットと制御：知られているように、コンピュータ・プロセッサは、4つの基本コンポーネントで構成されています。 このようなアーキテクチャは、それは長い時間がかかったという事実にもかかわらず、の古典的な構造、前世紀に定義されている、とフォン・ノイマンは 、関連のまま。

ALUは何ですか？

算術論理ユニット - 基本複雑な式を開始および終了、論理および算術型変換を実装するために必要とされるプロセッサの構成要素の一つです。 使用されるビットオペランドは、ワードの長さ、またはサイズであると考えられます。

ALUの主なタスクは、コンピュータのメモリに格納されたデータを処理しています。 加えて、算術論理ユニットは、最終的なデータ・タイプに応じて、必要な演算処理を実行するための適切な方法を選択することをコンピュータに指示する制御信号を生成することができます。 すべての操作は、これらの各々は、構造アイテムの数千に分割されて、電子回路を含みます。 このようなボードは、通常bystrodeystvennyeと高い密度を有しています。

入力される信号に応じて、ALUは、二つの番号を持つ操作の種類を行います。 任意の算術論理 ユニットのPCは 四つの基本的なアクション、シフト、論理変換の実装を提供します。 ALU操作を設定する - その主な特徴です。

算術論理ユニットの構成要素 - 制御処理、伝送、格納及び着信データの変換に対応するノードの4つの主要なグループ。

ストレージは、ALUノード

このカテゴリには含まれています：

• 補助ビットと結果の異なる特徴を保ち、トリガー。
• オペランドの整合性に責任があるのレジスタ、中間及び最終結果。

時々算術論理ユニットは、専用のメモリユニットに組み合わされてもよい登録し、トリガ - 単一のステータス・レジスタを形成します。

ノードは、ALUを送信します

このカテゴリには含まれています：

• デバイスのブロックを相互接続バス。
• マルチプレクサおよびバルブ、操作の正しい方向を選択するための責任があります。

ノードは、ALUを変換します

これらは、次のとおりです。

• 加算器は、マイクロオペレーションを操作します。
• 回路は、論理演算を実行します。
• シフタ。
• 小数点演算のための補正器。
• 追加のデータを取得するか、逆に使用されるコード変換器;
• 補助的な変換の実現のために実行サイクル数をカウントするカウンタ。

ALU制御ノード

オブジェクトのこのカテゴリには、次のとおりです。

• 制御部と
• デコーダシグナル;
• 実行するファームウェア枝の形成に必要な論理回路の特性を変換します。

アクションプロセッサ制御ユニット

このユニットは、指定されたコマンドを正しく実行するために必要な信号の機能的配列を生成するための責任があります。 典型的には、このような変換は、いくつかのサイクルで実現されます。

制御ユニットは、プログラムの自動実行を提供します。 この技術をサポートする機械部品の構成要素の他の支店の作業を調整する必要があります。

デバイスの動作中に特性の明確な数を有する、管理マイクロプログラミングの基本原理に相当します。

分類ALU

動作プロセス変数に応じて演算論理ユニットは、パラレルおよびシリアルに分割されます。 ALUとの間の主な違いは、オペランドおよびオペレーションを提示する方法です。

算術論理ユニットの使用の性質及び多機能ブロックで割りました。 使用安息番号の異なる形で操作を実行するための第一のタイプのALUに、要求されたデータへの動作モードに適合されている同一の回路です。 ブロック・デバイスでは、すべての操作は、配信データ型を介して行います。 様々な方式を用いて小数、アルファベットと数値フィールド、数値浮動小数点または固定と操作のため。 この場合、算術論理ユニットははるかに速くにより与えられたタスクの並列実行することです。 機器をサポートするためのコストの増加 - しかし、彼らはまた、欠点を持っています。

提示の方法によれば、算術論理ユニットのために使用することができます。

• 小数;
• 浮動小数点数。
• 固定小数点数。

デバイス操作

構造は、以下のグループに分けられた論理関数を介してALU演算の数を含みます。

• 小数点算術;
• 明確なポイントと数のバイナリ算術。
• フローティングセパレータの16進算術式。
• 変更命令アドレス。
• 論理演算の種類。
• 英数字フィールドの変換;
• 特殊な算術。

現代の電子計算機は活動の上記のタイプのすべてを実現することができ、およびマイクロコンピュータは、この基本的な機能を持っているので、小さなルーチンを接続することによって実行される最も複雑な手順はありません。

算術演算および論理手順

すべてのアクションALUは、いくつかのグループに分けることができます。

算術演算は、除算、乗算、減算モジュール通常の減算および加算を含みます。

論理変換によってグループは、論理的な「及び」及び「又は」、すなわち、接続詞および離接、および等価のデータの比較を含みます。 このような手順は、通常、複数ビットからなるバイナリワードで行われます。

特別な算術演算は、正規化論理と算術シフトを含みます。 これらの変換の間に有意差があります。 位置における算術シフトは数字のみを変更する場合、論理符号ビットは、動きに取り付けられています。

論理演算装置を使用して行われ、すべてのトランザクションは、あなたは、このようなコンピュータのマルチビットロジックについて説明しているような論理機能のシーケンスを呼び出すことができます。 例えば、バイナリコンピュータの十進法まで、ようにバイナリロジックを使用し、。

絶対算術論理変換の全ては、独自のオペランドを有し、出力結果は、16ビットのビット列として解釈されます。 唯一の例外は、分割DIVSをプリミティブ署名されています。 フラグの様々なマイナスまたはプラスオーバーフローとの両方の数値の出力にデータを解釈することができます。 ロジックは、演算モジュロビットの変換に基づいています。 記号で予期しない変更があった場合にはフラグが、置かれています。 例えば、2つの正の数値を追加するには、「+」で結果を取得する必要があります。 そこ符号ビット設定部へのキャリーであり、結果が否定的である場合には、オーバーフローフラグが設定されています。

ロジックはキャリービット符号なし算術演算に基づいています。 最上位ビットから生成されたキャリーが結果として書き込むことができない場合、このフラグは、システムによって設定されています。 このビットALUは、変換冗長表現で非常に効果的に使用します。

結論

ALUは、多くの場合、コマンドやコード番号を果たす役割に必要なオペランドの上に論理的かつ算術変換を実行するために使用されます。 手順の結果を実行した後、次の計算で使用するために記憶装置に戻されます。