Arquitectura de la alu

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ARQUITECTURA DE LA ALU

En computación, la Unidad Lógica Aritmética (ULA), o Arithmetic Logic Unit (ALU), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (como igual a, menor que, mayor que, etc.), entre dos números.
Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo de operación aritmética, así queincluso 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 pitido del temporizador, etc.
Por mucho, los más complejos circuitos electrónicos son los que están construidos dentro de los chips de microprocesadores modernos como el Intel Core Duo. Por lo tanto, estos procesadores tienen dentro de ellosun ALU muy complejo y poderoso.

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 ALU: GPU como los que están en las tarjetas gráficas NVIDIA y ATI, FPU como el viejo coprocesador numérico 80387, y procesadoresdigitales de señales como los que se encuentran en tarjetas de sonido Sound Blaster, lectoras de CD y las TV de alta definición. Todos éstos tienen adentro varias ALU poderosas y complejas.

Propuesta de Eckert-Mauchly
John Presper Eckert y John William Mauchly idearon el concepto de la ALU en 1945 que fue injustamente acreditado al matemático John von Neumann al publicarse el informe en el que vonNeumann recopilaba los trabajos para un nuevo computador llamado EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) (Computador Automático Variable Discreto Electrónico). Más adelante, en 1946, trabajó con sus colegas diseñando un computador para el Princeton Institute of Advanced Studies (IAS) (Instituto de Princeton de Estudios Avanzados). El IAS computer se convirtió en el prototipo paramuchos computadores posteriores. En la propuesta, von Neumann describió lo que el equipo creyó sería necesario en su máquina, para incluir una ALU.
Von Neumann explicó que una ALU es una necesidad para una computadora porque está garantizado que una computadora tendrá que computar operaciones matemáticas básicas, incluyendo adición, sustracción, multiplicación, y división.[1] Por lo tanto, creyóque era "razonable que (la computadora) debe contener los órganos especializados para estas operaciones".[1]

Sistemas numéricos
Una ALU debe procesar números usando el mismo formato que el resto del circuito digital. Para los procesadores modernos, este formato casi siempre es la representación de número binario de complemento a dos. Las primeras computadoras usaron una amplia variedad desistemas de numeración, incluyendo complemento a uno, formato signo-magnitud, e incluso verdaderos sistemas decimales, con diez tubos por dígito.
Las ALUs para cada uno de estos sistemas numéricos tenían diferentes diseños, y esto influenció la preferencia actual por el complemento a dos, debido a que ésta es la representación que hace más fácil, para el circuito electrónico de la ALU, calcularadiciones y sustracciones, etc.

Introducción práctica

Una ALU simple de 2 bits que hace operaciones de AND, OR, XOR y adición.
La ALU se compone básicamente de: Circuito Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumulador y un Registro de Estados, conjunto de registros que hacen posible la realización de cada una de las operaciones.
La mayoría de las acciones de la computadora sonrealizadas por la ALU. La ALU toma datos de los registros del procesador. Estos datos son procesados y los resultados de esta operación se almacenan en los registros de salida de la ALU. Otros mecanismos mueven datos entre estos registros y la memoria.[2]
Una unidad de control controla a la ALU, al ajustar los circuitos que le dicen a la ALU qué operaciones realizar.
Operaciones simples
La mayoría...
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