ALU- en ALU-functies en -circuits op de CPU / processor begrijpen

Bespreken over computerapparatuur inderdaadals eindeloos. Met een verscheidenheid aan veranderingen en verbeteringen in de werking van het systeem, worden computerfuncties verkregen die effectiever en efficiënter zijn.

Bij deze gelegenheid zullen we een van de computerapparaten bespreken en beschrijven die ook een cruciale rol speelt, de naam van het onderdeel is ALU of wordt gewoonlijk aangeduid als Rekenkundige en logische eenheid.

Van de vele ondersteunende componenten die er zijnop een computer hebben de meeste mensen de naam ALU misschien nog nooit gehoord. Het is natuurlijk dat sommige mensen het niet weten of er zelfs nooit van hebben gehoord, maar daarachter zit een zeer belangrijke functie en we zullen deze keer samen met het bestaande circuit in de ALU bespreken.

ALU begrijpen

Voordat we meer in begrip besprekenALU moet bekend zijn dat elk onderdeel op een computer zijn eigen functie vervult en is geïntegreerd in een computersysteem, inclusief ALU. Je weet vast al dat er binnen de CPU verschillende soorten ondersteunende componenten zijn. Alle processen in de CPU worden dan doorgegeven aan de outputcomponent. Daarom kan schade aan een van de ondersteunende componenten ook een zeer grote impact hebben op uw computer.

ALU begrijpen is een onderdeel van de CPU dat werkthun taken uitvoeren in overeenstemming met de instructies van het computerbrein, de CPU zelf. Zoals de naam al aangeeft, concentreert dit apparaat zich meer op rekenkundige functies en logische functies.

Rekenkundige functies zijn functies die dat wel zijnleidt tot wiskundige bewerkingen zoals optellen, aftrekken, ongemarkeerde optelling enzovoort. Hoewel het doel van de logische functie zelf vaak wordt gebruikt om logische AND, OR, XOR en andere te bedienen.

ALU-functie

Eerder is uitgelegd dat de ALU of component Rekenen en logica De eenheid richt zich meer op de basisfuncties van rekenkundige bewerkingen en logische functies. Om wiskundige bewerkingen uit te voeren, heeft de ALU een speciaal circuit genaamd Opteller.

Omdat het speciaal voor het rekenproces is gemaaktrekenkundig dan wordt dit optelcircuit vaak een rekenkundig combinatieschakeling genoemd. Er zijn verschillende typen, namelijk de halve opteller die wordt gebruikt om twee bits toe te voegen, vervolgens de volledige opteller die tot drie bits kan toevoegen en de laatste is de parallelle opteller die vele bits kan optellen. Hieronder volgt een meer gedetailleerde uitleg:

1. Halve opteller

Het half optelcircuit is de basis voor toevoegingBinaire getallen met slechts twee bits, ook vaak onvolledige toevoegingen genoemd. Een voorbeeld van een bewerking is als A = 0 en B = 1 worden opgeteld, is het resultaat (Sum) 0. In dit geval heeft Half Adder 2 ingangen, namelijk A en B en heeft uitgangen namelijk S of Sum en CY of Voer uit (overdrachtswaarde). Dat geldt ook voor andere rekenkundige bewerkingen.

2. Volledige opteller

Net als Half Adder, voor Full Adder,het proces van het optellen van twee getallen wordt ook eerst omgezet in binaire getallen. Elke positie in de bits wordt bij elkaar opgeteld. De manier waarop het werkt, lijkt ook bijna op Full Adder en de uitvoer bestaat uit Sum en de overtollige bits (Carry Out).

3. Parallelle opteller

Voor parallelle adders bestaat het circuit uitDe Half Adder in de Least Significant Bit (LSB) sectie en de daaropvolgende bits bestaan ​​uit een Full Adder sequentie. Het optelproces begint vanaf Minst significant deel (LSB) en arriveer dan bij de meest significante bit (MSB).

Een andere taak van de ALU-component is om te doenlogische bewerkingsbesluiten in overeenstemming met uitgegeven programma-instructies. Deze logische bewerking omvat twee comparatorcomponenten zoals (=), niet gelijk aan (≠), groter dan (>), groter dan (met), kleiner dan (<), kleiner dan (<) ). Al deze taken spelen een belangrijke rol bij het gebruik van elke standaard computerbediening.

Het circuit op de ALU

Discussiëren over de serie op de ALU dan wijmeer nadruk op het begrijpen van de structuren - structuren die bestaan ​​in deze ene ondersteunende component. Omdat een deel van de CPU niet betekent dat de ALU alleen werkt. Er is nog steeds het kleinste deel van de ALU-component en dit is het meest essentiële onderdeel van een systeem.

De rol van de ALU en andere componenten in de CPU (processor)

Eerder is uitgelegd dat ALU er 2 heeftDe belangrijkste functie is het uitvoeren van rekenkundige berekeningen en het uitvoeren van basisfuncties van logica. Er is ook uitgelegd dat de ALU als onderdeel van de CPU-component niet alleen werkt. Een component met de naam Besturingseenheid (CU) bestaande in de Verwerker geeft eerst bestellingen.

Naast de Control Unit zijn er ook registers, enelke opdracht of opdracht van de controle-eenheid moet overeenkomen met de opdracht in het register. Register is het geheugengedeelte van de microprocessor dat met hoge snelheid kan worden benaderd. Als het register een opdracht geeft om de som te berekenen, doet de computer automatisch hetzelfde.

Na het doorlopen van het berekeningsproces bij de ALUresultaten of vervolgopdrachten die ook in de vorm van registers zijn. Naast registers heeft de uitvoer of het resultaat van de ALU ook de vorm van een vlag die als indicatie wordt gebruikt of ons in detail de toestand van de processor vertelt (overloop of niet). Dit geldt ook voor andere rekenkundige functies of logische bewerkingen.

In principe is het circuit in ALU alleenbestaat uit EN- en OF-poorten en een volledig optelcircuit. In de begintijd was de ALU in staat om 4 basisberekeningsmethoden te gebruiken, namelijk optellen, aftrekken, vermenigvuldigen en delen. Het begeleiden van de ontwikkeling van functies moedigt echter ook een toename aan in andere basiscomponenten, waaronder ALU.