Ymmärtää prosessorin / prosessorin ALU- ja ALU-toiminnot ja piirit

Keskustelu tietokonelaitteista todellakinkuin loputon. Järjestelmän toimintaan tehdyillä monilla muutoksilla ja parannuksilla saadaan tehokkaampia ja tehokkaampia tietokonetoimintoja.

Tässä yhteydessä keskustellaan ja kuvataan yhtä tietokonelaitetta, jolla on myös tärkeä rooli, komponentin nimi on ALU tai viitataan yleisesti nimellä Aritmeettinen ja logiikkayksikkö.

Monista olemassa olevista tukikomponenteistatietokoneella ehkä suurin osa ihmisistä ei ole koskaan kuullut nimeä ALU. On luonnollista, jos jotkut ihmiset eivät tiedä tai eivät ole edes koskaan edes kuulleet siitä, mutta sen takana on erittäin tärkeä tehtävä, ja keskustelemme tästä ajasta yhdessä ALU: n nykyisen piirin kanssa.

ALU: n ymmärtäminen

Ennen kuin keskustelemme enemmän ymmärryksestäALU: n on tiedettävä, että jokainen tietokoneen osa suorittaa oman toiminnonsa ja on integroitu tietokonejärjestelmään, ALU mukaan lukien. Tiedät varmasti jo, että prosessorin sisällä on erilaisia ​​tukikomponentteja. Kaikki prosessorit CPU: ssa siirretään sitten lähtökomponentille. Siksi yhden tukikomponentin vaurioilla voi olla myös erittäin suuri vaikutus tietokoneeseesi.

ALU: n ymmärtäminen on yksi CPU: n osa, joka toimiisuorittaa tehtävänsä tietokoneaivojen, itse suorittimen, ohjeiden mukaisesti. Kuten nimestä voi päätellä, tämä laite keskittyy enemmän aritmeettisiin ja logiikkatoimintoihin.

Aritmeettiset funktiot ovat funktioita, jotka ovatjohtaa matemaattisiin toimintoihin, kuten summaaminen, vähennys, merkitsemätön summaus ja niin edelleen. Vaikka itse logiikkatoiminnon tarkoitusta käytetään usein logiikan AND, OR, XOR ja muiden käyttämiseen.

ALU-toiminto

On aiemmin selitetty, että ALU tai komponentti Aritmeettinen ja logiikka Yksikkö keskittyy enemmän aritmeettisten toimintojen ja logiikkatoimintojen perustoimintoihin. Matemaattisten toimintojen suorittamiseksi ALU sisältää erityisen piirin, jota kutsutaan kyykäärme.

Koska se on tehty erityisesti laskentaprosessia vartenaritmeettinen, tätä Adder-piiriä kutsutaan usein aritmeettiseksi yhdistelmäpiiriksi. On olemassa useita tyyppejä, nimittäin puolilaskuri, jota käytetään lisäämään kaksi bittiä, sitten Kokonaislaskuri, joka voi lisätä enintään kolme bittiä, ja viimeinen on Rinnakkaislaite, joka voi lisätä useita bittejä. Yksityiskohtaisempi selitys on alla:

1. Half Adder

Puolivälissä oleva lisäyspiiri on lisäyksen perustaBinaariluvut, joissa on vain kaksi bittiä, joita kutsutaan myös puutteellisiksi lisäyksiksi. Esimerkki toiminnasta on, jos A = 0 ja B = 1 yhdistetään, tulos (summa) on 0. Tässä tapauksessa puolilaskijalla on 2 tuloa, nimittäin A ja B, ja ulostulot ovat S tai Sum ja CY tai Suorita (siirtoarvo). Tämä pätee myös muihin aritmeettisiin toimintoihin.

2. Täysi lisäys

Aivan kuten puoli lisäaja, täysi lisälaite,kahden numeron lisäysprosessi muunnetaan myös ensin binaarilukuiksi. Jokainen bittien sijainti lasketaan yhteen. Tapa, jolla se toimii, on myös melkein samanlainen kuin Full Adder, ja lähtö koostuu Sumista ja sen ylimääräisistä biteistä (Carry Out).

3. Rinnakkaislisä

Rinnakkaislisäyksille piiri koostuuPuoli summain LSB (vähiten merkitsevä bitti) -osiossa ja sitä seuraavat bitit koostuvat täyden summaimen sekvenssistä. Summitusprosessi alkaa Vähiten merkitsevä bitti (LSB) ja saapuu sitten merkittävimmälle bitille (MSB).

Toinen ALU-komponentin tehtävä on tehdäloogiset toimintapäätökset annettujen ohjelmaohjeiden mukaisesti. Tämä looginen toiminta käsittää kaksi vertailukomponenttia, kuten (=), jotka eivät ole yhtä suuria (≠), suurempia kuin (>), suurempia kuin (dengan), pienempiä kuin (<), vähemmän kuin (<) ). Kaikilla näillä tehtävillä on tärkeä rooli tietokoneen kaikkien perustoimintojen käytössä.

Piiri ALU: ssa

Keskustelemme sarjasta ALU: ssä sittenenemmän painotusta rakenteiden ymmärtämiseen - rakenteet, jotka ovat tässä yhdessä tukikomponentissa. Koska yksi osa prosessoria ei tarkoita, että ALU toimii yksin. ALU-komponentista on edelleen pienin osa, ja tämä on järjestelmän tärkein osa.

ALU: n ja muiden komponenttien rooli prosessorissa (prosessori)

Aikaisemmin on selitetty, että ALU: lla on 2päätoiminto on suorittaa aritmeettisiä laskelmia ja suorittaa logiikan perustoiminnot. On myös selitetty, että osana CPU-komponenttia ALU ei toimi yksinään. Komponentti nimeltään Ohjausyksikkö (CU) prosessorissa olevat tilaukset antavat ensin tilauksia.

Ohjausyksikön lisäksi on myös rekistereitä, jaJokaisen ohjausyksikön antaman komennon tai komennon on vastattava rekisterissä olevaa komentoa. Rekisteri on mikroprosessorin muistiosa, johon pääsee nopeasti. Jos rekisteri antaa komennon laskea summa, tietokone tekee saman asian automaattisesti.

Sen jälkeen kun olet käynyt läpi laskentaprosessin ALU: ssatulokset tai myöhemmät tilaukset, jotka ovat myös rekistereiden muodossa. Rekisterien lisäksi ALU: n lähtö tai tulos tapahtuu myös lipun muodossa, jota käytetään osoituksena tai joka kertoo yksityiskohtaisesti prosessorin tilan (ylivuoto vai ei). Tämä koskee myös muita aritmeettisia toimintoja tai logiikkaoperaatioita.

Pohjimmiltaan piiri ALU: ssa on vainkoostuu AND- ja OR-porteista ja täydestä summainpiiristä. Alkuaikoina ALU pystyi käyttämään 4 laskennallista perusmenetelmää, nimittäin yhteenlaskua, vähennyslaskua, kertolaskua ja jakoa. Toimintojen kehittämiseen liittyvä tuki kuitenkin myös muiden peruskomponenttien, mukaan lukien ALU, lisäämistä.