Aplicación del software base

APLICACIÓN DEL SOFTWARE BASE



INTRODUCCIÓN
En computación, la unidad aritmético lógica, también conocida como ALU (siglas en inglés de arithmetic logic unit), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números.
Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo deoperación aritmética, así que incluso el circuito dentro de un reloj digital tendrá una ALU minúscula que se mantiene sumando 1 al tiempo actual, y se mantiene comprobando si debe activar el sonido de la alarma, etc.
Por mucho, los más complejos circuitos electrónicos son los que están construidos dentro de los chips de microprocesadores modernos. Por lo tanto, estos procesadores tienen dentro deellos un ALU muy complejo y potente. De hecho, un microprocesador moderno (y los mainframes) pueden tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con múltiples ALU.
Muchos otros circuitos pueden contener en el interior una unidad aritmético lógica: unidades de procesamiento gráfico como las que están en las GPU NVIDIA y AMD, FPU como el viejocoprocesador matemático 80387, y procesadores digitales de señales como los que se encuentran en tarjetas de sonido Sound Blaster, lectoras de CD y los televisores de alta definición. Todos éstos tienen en su interior varias ALU potentes y complejas.

Unidad Aritmética y LÓgica (ALU)
Una unidad aritmética lógica puede realizar un conjunto de operaciones aritméticas básicas y un conjunto de operacioneslógicas, a través de líneas de selección. En inglés ALU significa Arithmetic Logic Unit (Unidad Aritmética Lógica). La figura muestra el diagrama de bloques de una ALU.

Diagrama de bloques de una ALU
Las cuatro entradas de A se combinan con las de B generando una operación de salida de cuatro bits en F. La entrada de selección de modo S2 distingue entre las operaciones aritméticas y lógicas.Las entradas de selección S0 y S1 determinan la operación aritmética o lógica. Con las entradas S0 y S1 se pueden elegir cuatro operaciones aritméticas (con S2 en un estado) y cuatro logicas (con S2 en otro estado). Los acarreos de entrada y salida tienen sentido únicamente en las operaciones aritméticas. El diseño de una ALU implica el diseño de la sección aritmética, la sección lógica y lamodificación de la sección aritmética para realizar las operaciones aritméticas y lógicas.
Sección Lógica
Los datos de entrada en una operación lógica son manipulados en forma separada y los bits son tratados como variables binarias. En la tabla se listan cuatro operaciones lógicas OR, OR - Exclusiva, AND y NOT. En el circuito, las dos líneas de selección (S1, S0) permiten seleccionar una de lascompuertas de entrada, correspondientes a la función Fi .

S1 | S0 | Salida | Función Fi |
0 | 0 | F=Ai+Bi | OR |
0 | 1 | F=AiBi | XOR |
1 | 0 | F=Ai·Bi | AND |
1 | 1 | F=A'i | NOT |
Tabla de Función Lógica.

Diagrama lógico de un circuito lógico de una ALU

Sección Aritmética
El componente básico de la sección aritmética es un sumador en paralelo. Lasoperaciones aritméticas configuradas en el circuito aritmético se presentan en la tabla. En una ALU, la suma aritmética se puede implementar con un número binario en A, otro número en la entrada B y el acarreo de entrada Cin en un valor lógico 0. El resto de las funciones se enuncian en la columna descripción.
Selección de Función | Salida N | Función | Descripción |
S1 | S0 | Cin |  N | F |   |0 | 0 | 0 | 0 | A | Transferir A |
0 | 0 | 1 | 0 | A+1 | Incrementar A |
0 | 1 | 0 | B | A+B | Suma ó agregar B a A |
0 | 1 | 1 | B | A+B+1 | Suma con accarreo ó agregar B a A más 1 |
1 | 0 | 0 | B’ | A+B’ | Agregar el complemento de 1 de B a A |
1 | 0 | 1 | B’ | A+B’+1 | Agregar el complemento de 2 de B a A |
1 | 1 | 0 | Todos unos | A-1 |...