Izpratne par CPU / procesora ALU un ALU funkcijām un shēmām

Diskusijas par datoru aprīkojumu patiešāmkā bezgalīgs. Ar dažādām izmaiņām un uzlabojumiem sistēmas darbībā tiek iegūtas efektīvākas un efektīvākas datora funkcijas.

Šajā gadījumā mēs apspriedīsim un aprakstīsim vienu no datora ierīcēm, kurai arī ir būtiska loma, komponenta nosaukums ir ALU vai parasti tiek saukts par Aritmētiskā un loģiskā vienība.

No daudzajiem atbalsta komponentiem, kas pastāvdatorā varbūt lielākā daļa cilvēku nekad nav dzirdējuši vārdu ALU. Ir dabiski, ka daži cilvēki par to nezina vai pat nav pat dzirdējuši, bet aiz tā ir ļoti svarīga funkcija, un mēs par šo laiku runāsim kopā ar esošo shēmu ALU.

Izpratne par ALU

Pirms pārrunāt vairāk saprašanāALU jāzina, ka katrs datora komponents veic savu funkciju un ir integrēts datorsistēmā, ieskaitot ALU. Jūs noteikti jau zināt, ka CPU iekšpusē ir dažādi atbalsta komponenti. Pēc tam visi procesi CPU tiek nodoti izejas komponentam. Tādēļ viena no atbalsta komponentiem bojājumi var arī ļoti ietekmēt jūsu datoru.

Izpratne par ALU ir viena CPU sastāvdaļa, kas darbojasveic savus pienākumus saskaņā ar datora smadzeņu, paša CPU, norādījumiem. Tā kā nosaukums norāda, šī ierīce vairāk koncentrējas uz aritmētiskajām un loģiskajām funkcijām.

Aritmētiskās funkcijas ir funkcijas, kas irnoved pie matemātiskām operācijām, piemēram, saskaitīšanas, atņemšanas, nemarķētas saskaitīšanas un tā tālāk. Kaut arī pašas loģiskās funkcijas mērķis bieži tiek izmantots loģikas AND, OR, XOR un citu vadīšanai.

ALU funkcija

Iepriekš ir paskaidrots, ka ALU vai tā sastāvdaļa Aritmētika un loģika Vienība vairāk koncentrējas uz aritmētisko operāciju un loģikas funkciju pamatfunkcijām. Matemātisko operāciju veikšanai ALU ir saistīta īpaša shēma Papildinātājs.

Jo tas tika izgatavots speciāli aprēķinu procesamaritmētisko, tad šo papildinātāja shēmu bieži sauc par aritmētisko kombinēto shēmu. Ir vairāki veidi, proti, Half Adder, ko izmanto divu bitu pievienošanai, pēc tam Full Adder, kas var pievienot līdz trim bitiem, un pēdējais ir Parallel Adder, kas var pievienot daudzus bitus. Sīkāks skaidrojums ir sniegts zemāk:

1. Puse papildinātāja

Papildu pievienošanas shēma ir pamats pievienošanaiBināri skaitļi ar tikai diviem bitiem, kurus bieži sauc arī par nepilnīgiem papildinājumiem. Darbības piemērs ir, ja summē A = 0 un B = 1, rezultāts (Summa) ir 0. Šajā gadījumā Half Adder ir 2 ieejas, proti, A un B, un tam ir izejas, proti, S vai Sum, un CY, vai Veikt (pārskaitījuma vērtība). Tas attiecas arī uz citām aritmētiskajām operācijām.

2. Pilns papildinātājs

Tāpat kā Halder Adder, Full Adder,divu skaitļu pievienošanas process arī vispirms tiek pārveidots par bināriem skaitļiem. Katra pozīcija bitos tiek summēta. Darbības veids ir gandrīz līdzīgs Full Adder, un izvadi veido Sum un tā pārpalikuma biti (Carry Out).

3. Paralēlais papildinātājs

Paralēlajiem papildinātājiem ķēde sastāv noPuses papildinātājs sadaļā vismazāk nozīmīgais bits (LSB) un nākamie biti sastāv no pilnīgas papildinātāja secības. Summēšanas process sākas no plkst Vismazākais nozīmīgais bits (LSB) un pēc tam nonāk pie visnozīmīgākā bita (MSB).

Vēl viens ALU komponenta uzdevums ir veiktloģiski lēmumi par darbību saskaņā ar izdotajām programmas instrukcijām. Šajā loģiskajā operācijā ir iesaistīti divi salīdzināšanas komponenti, piemēram, (=), kas nav vienāds ar (≠), lielāks par (>), lielāks par (dengans), mazāks par (<), mazāks par (<) ). Visiem šiem uzdevumiem ir liela nozīme, izmantojot visas datora pamatdarbības.

Ķēde pie ALU

Pēc tam diskutējam par seriālu par ALUlielāks uzsvars uz struktūru - struktūru, kas pastāv šajā vienā atbalsta komponentā, izpratni. Tā kā viena CPU daļa nenozīmē, ka ALU darbojas atsevišķi. Joprojām ir mazākā ALU komponenta daļa, un tā ir vissvarīgākā sistēmas daļa.

ALU un citu komponentu loma CPU (procesors)

Iepriekš tika paskaidrots, ka ALU ir 2Galvenā funkcija ir veikt aritmētiskos aprēķinus un veikt loģikas pamatfunkcijas. Ir arī paskaidrots, ka kā centrālo procesoru sastāvdaļa ALU nedarbojas atsevišķi. Komponents nosaukts Vadības bloks (CU) Pārstrādātājā esošie vispirms dos pasūtījumus.

Papildus vadības blokam ir arī reģistri, unkatrai komandai vai komandai, ko dod vadības bloks, jāatbilst komandā reģistrā. Reģistrācija ir mikroprocesora atmiņas daļa, kurai var piekļūt ar lielu ātrumu. Ja reģistrs dod komandu aprēķināt summu, tad dators automātiski dara to pašu.

Pēc aprēķinu procesa iziešanas ALUrezultāti vai sekojoši pasūtījumi, kas ir arī reģistru veidā. Papildus reģistriem ALU izvade vai rezultāts izpaužas arī kā karodziņš, ko izmanto kā norādi vai sīki izklāsta procesora stāvokli (pārpildīts vai nav). Tas attiecas arī uz citām aritmētiskām funkcijām vai loģiskām operācijām.

Būtībā ķēde ALU ir tikaisastāv no AND un OR vārtiem un pilnīgas papildinātāja ķēdes. Pirmajās dienās ALU spēja darbināt 4 pamata aprēķina metodes, proti, saskaitīšanu, atņemšanu, reizināšanu un dalīšanu. Tomēr funkciju papildināšana mudināja palielināt arī citas pamata sastāvdaļas, ieskaitot ALU.