अंकगणितीय तर्क इकाई (ALU) - यह क्या है?

अंकगणितीय तर्क इकाई, एक इनपुट / आउटपुट इकाई, और भंडारण इकाइयों और नियंत्रण: के रूप में जाना जाता है, कंप्यूटर प्रोसेसर चार बुनियादी घटक होते हैं। इस तरह के एक वास्तुकला पिछली सदी में परिभाषित है, और, तथ्य यह है कि यह काफी समय लगा के बावजूद, की क्लासिक संरचना वॉन न्यूमैन प्रासंगिक बनी हुई है।

ALU क्या है?

अंकगणित-तर्क इकाई - प्रोसेसर है कि तर्क और गणित-प्रकार परिवर्तनों को लागू करने, शुरू करने और प्राथमिक जटिल भाव समाप्त होने की जरूरत है के घटकों में से एक है। बिट इस्तेमाल किया ऑपरेंड एक शब्द या आकार की लंबाई माना जाता है।

ALU का मुख्य कार्य कंप्यूटर की स्मृति में संग्रहीत डेटा संसाधित कर रहा है। इसके अलावा, अंकगणित तर्क इकाई नियंत्रण संकेत जो किसी कंप्यूटर को निर्देशित अंतिम डेटा प्रकार के आधार पर आवश्यक कंप्यूटिंग प्रक्रिया निष्पादित करने के उचित तरीके से चयन करने के लिए उत्पादन करने में सक्षम है। सभी आपरेशनों इलेक्ट्रॉनिक सर्किट शामिल है, जिनमें से प्रत्येक संरचना की दृष्टि से आइटम के हजारों में बांटा गया है। इस तरह के बोर्डों आम तौर पर bystrodeystvennye और उच्च घनत्व है।

संकेत है कि इनपुट हैं के आधार पर, ALU दो नंबर के साथ संचालन के विभिन्न प्रकार के प्रदर्शन करते हैं। किसी भी गणित तर्क कंप्यूटर डिवाइस चार बुनियादी कार्यों, परिवर्तन और तार्किक परिवर्तनों के कार्यान्वयन के लिए प्रदान करता है। ALU संचालन सेट करें - अपने मुख्य विशेषता है।

गणित-तर्क इकाई के घटक - नोड्स नियंत्रण प्रक्रिया, संचरण, आने वाले डेटा के भंडारण और रूपांतरण के अनुरूप की चार मुख्य समूहों।

भंडारण नोड ALU

इस श्रेणी में शामिल हैं:

• चलाता है, सहायक बिट्स और परिणामों की विभिन्न सुविधाओं रखते हुए;
• रजिस्टरों कि ऑपरेंड, मध्यवर्ती और अंतिम परिणामों की अखंडता के लिए जिम्मेदार हैं।

कभी कभी पंजीकृत करता है अंकगणितीय तर्क इकाई एक समर्पित स्मृति इकाई में जोड़ा जा सकता है, और चलाता है - एक ही स्थिति रजिस्टर के रूप में।

ALU संचरण नोड्स

इस श्रेणी में शामिल हैं:

• बस डिवाइस के ब्लॉक से जुड़े;
• multiplexers और वाल्व, आपरेशन के सही दिशा का चयन करने के लिए जिम्मेदार है।

नोड्स ALU बदलना

इनमें शामिल हैं:

• एडर माइक्रो-ऑप्स संचालित;
• सर्किट तार्किक कार्रवाई;
• शिफ़्टर;
• दशमलव अंकगणित के लिए correctors;
• कोड कन्वर्टर्स, जिसे अतिरिक्त डेटा प्राप्त करने या उल्टा करने के लिए उपयोग किया जाता है;
• सहायक परिवर्तनों के कार्यान्वयन के लिए किया जाता चक्र की संख्या की गणना के लिए काउंटर।

ALU नियंत्रण नोड्स

वस्तुओं की इस श्रेणी में हैं:

• एक नियंत्रण इकाई;
• विकोडक संकेत;
• परिवर्तित तर्क सर्किट फर्मवेयर शाखाओं पर अमल करने के गठन के लिए आवश्यक विशेषताओं।

कार्रवाई प्रोसेसर नियंत्रण इकाई

यह ब्लॉक दिए गए आदेश के सही क्रियान्वयन के लिए आवश्यक संकेतों के कार्यात्मक दृश्यों के उत्पादन के लिए जिम्मेदार है। आमतौर पर, इस तरह के रूपांतरण कई चक्रों में महसूस कर रहे हैं।

नियंत्रण इकाई कार्यक्रम का स्वत: निष्पादन प्रदान करता है। इस तकनीक का समर्थन मशीन घटकों के घटकों की अन्य शाखाओं के कार्य का समन्वय करने के लिए आवश्यक है।

आपरेशन नियंत्रण इकाई के दौरान स्पष्ट विशेषताओं का एक संख्या होने के बुनियादी सिद्धांत माइक्रोप्रोग्रामिंग प्रतिक्रिया करता है।

वर्गीकरण ALU

अंकगणित तर्क इकाई प्रक्रिया वेरिएबल के अनुसार काम कर रही समानांतर और धारावाहिक में विभाजित हैं। ALU के बीच मुख्य अंतर ऑपरेंड और संचालन को प्रस्तुत करने का एक तरीका है।

गणित-तर्क इकाई के उपयोग की प्रकृति से और बहु ब्लॉक से विभाजित। पहले प्रकार में ALU इस्तेमाल किया विश्राम संख्या के विभिन्न रूपों में एक ही सर्किट जो अनुरोध किया आंकड़ों के आपरेशन मोड के लिए अनुकूलित कर रहे हैं के साथ कार्य करने के लिए। ब्लॉक उपकरणों में, सभी कार्यों वितरण डेटा प्रकार के माध्यम से प्रदर्शन किया। दशमलव संख्याओं, वर्णमाला और संख्यात्मक फ़ील्ड संख्यात्मक फ्लोटिंग बिंदु या निर्धारित विभिन्न योजनाओं का उपयोग कर के साथ संचालन के लिए। इस मामले में, अंकगणितीय तर्क इकाई बहुत तेजी से दिए गए कार्य के समानांतर निष्पादन के कारण है। लेकिन वे भी एक खामी है - बढ़ी हुई लागत के उपकरण का समर्थन करने के।

प्रस्तुति की विधि के अनुसार एक अंकगणितीय तर्क इकाई के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है:

• दशमलव;
• चल बिन्दु संख्या;
• अचल बिन्दु संख्या।

उपकरण संचालन

संरचना तार्किक कार्य करता है जो निम्नलिखित समूहों में विभाजित हैं के माध्यम से ALU संचालन की एक संख्या में शामिल हैं:

• दशमलव अंकगणित;
• एक स्पष्ट बिंदु के साथ संख्या के लिए द्विआधारी अंकगणितीय;
• चल विभाजक के लिए हेक्साडेसिमल गणित भाव;
• संशोधन अनुदेश पतों;
• तार्किक आपरेशन प्रकार;
• अक्षरांकीय क्षेत्रों के रूपांतरण;
• विशेष गणित।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर गतिविधि के ऊपर प्रकार के सभी साकार करने के लिए सक्षम हैं, और माइक्रो-कंप्यूटरों इस बुनियादी कार्य क्षमता नहीं होती है, तो सबसे जटिल प्रक्रियाओं छोटे दिनचर्या को जोड़ने के द्वारा प्रदर्शन किया।

अंकगणित और तार्किक प्रक्रिया

सभी कार्यों ALU कई समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

अंकगणितीय आपरेशनों विभाजन, गुणन, घटाव मॉड्यूल साधारण घटाव और इसके अलावा में शामिल हैं।

तार्किक परिवर्तनों द्वारा समूह तार्किक "और" और "या" भी शामिल है, जो है, संयोजन के रूप और अलगाव, और समानता पर डेटा की तुलना की। ऐसी प्रक्रियाओं आमतौर पर बिट्स की अधिकता से मिलकर द्विआधारी शब्द पर किया जाता है।

विशेष अंकगणितीय आपरेशनों सामान्य, तार्किक और गणित बदलाव शामिल हैं। इन परिवर्तनों के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है। स्थान में अंकगणित पारी केवल अंक बदल दें तो तार्किक संकेत बिट गति से जुड़ा हुआ है।

प्रत्येक ऑपरेशन है, जो गणित-तर्क इकाई का उपयोग करके जगह लेता है, तर्क-प्रकार काम करता है, जो इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर के लिए multibit तर्क वर्णित हैं का एक अनुक्रम बुलाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक द्विआधारी कंप्यूटर के लिए बाइनरी लॉजिक का उपयोग करता है, और इतने पर, दशमलव प्रणाली के लिए नीचे।

बिल्कुल गणित-तार्किक परिवर्तनों के सभी अपने स्वयं के ऑपरेंड है और उत्पादन परिणाम सोलह बिट्स के साथ बिट श्रृंखला के रूप में व्याख्या की जाती है। केवल अपवाद हस्ताक्षर किए विभाजन divs पुरातन हैं। झंडे की एक किस्म एक ऋण या प्लस अतिप्रवाह के साथ दोनों संख्याओं का उत्पादन पर डेटा व्याख्या करने की अनुमति। तर्क बिट्स के परिवर्तन पर आधारित है अंकगणित सापेक्ष। झंडा रखा गया है, अगर वहाँ संकेत में अप्रत्याशित परिवर्तन हुए हैं। उदाहरण के लिए, दो सकारात्मक संख्या जोड़ने, तो आप एक "+" चिह्न के साथ एक परिणाम प्राप्त करने के लिए है। लेकिन अगर संकेत बिट सेटिंग इकाई में एक कैरी है, और परिणाम नकारात्मक है, अतिप्रवाह ध्वज सेट है।

तर्क कैरी बिट अहस्ताक्षरित गणित पर आधारित है। इस ध्वज, प्रणाली द्वारा निर्धारित करता है, तो सबसे महत्वपूर्ण बिट से उत्पन्न कैरी एक परिणाम के रूप में नहीं लिखा जा सकता है। इस बिट ALU बहुत प्रभावी जब परिवर्तनों वर्बोज़ प्रतिनिधित्व के साथ इस्तेमाल किया।

निष्कर्ष

ALU भूमिका में आवश्यक ऑपरेंड जो अक्सर आज्ञा या कोड संख्या की सेवा से अधिक तार्किक और अंकगणितीय परिवर्तनों को करने के लिए प्रयोग किया जाता है। प्रदर्शन चरणों परिणाम निम्नलिखित संगणना में उपयोग के लिए भंडारण युक्ति में लौट आता है के बाद।