Unidad aritmético lógica

Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada, como revistas especializadas, monografías,
prensa diaria o páginas de Internet fidedignas.
Puedes añadirlas así o avisar al autor principal del artículo [1] en su página de discusión pegando: {{subst:Aviso referencias|Unidad
aritmético lógica}} ~~~~
Un típico símbolo esquemático para una ALU: A y B sonoperandos; R es la
salida; F es la entrada de la unidad de control; D es un estado de la salida.
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 decircuitos electrónicos
necesitan realizar algún tipo de operación
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 pitido del temporizador,
etc.
Por mucho, los más complejos circuitos
electrónicos son los que están construidos
dentro de los chips demicroprocesadores
modernos como el Intel Core i7 o el Phenom II. Por lo tanto, estos procesadores tienen dentro de ellos 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 viejo coprocesador 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.
Historia: Propuesta de Von Neumann
El matemáticoJohn von Neumann propuso el concepto de la ALU en 1945, cuando escribió un informe sobre las
fundaciones 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 dePrinceton de Estudios
Avanzados). El IAS computer se convirtió en el prototipo para muchos computadores posteriores. En la propuesta,
von Neumann esbozó lo que él creyó sería necesario en su máquina, incluyendo una ALU.
Von Neumann explicó que una ALU es un requisito fundamental para una computadora porque está garantizado que
tendrá que efectuar operaciones matemáticas básicas, incluyendo adición,sustracción, multiplicación, y división.[2]
Por lo tanto, creyó que era "razonable que una computadora debería contener los órganos especializados para estas
operaciones".[2]Unidad aritmético lógica 2
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 delnúmero binario de complemento a dos. Las primeras
computadoras usaron una amplia variedad de sistemas de numeración, incluyendo complemento a uno, formato
signo-magnitud, e incluso verdaderos sistemas decimales, con diez tubos por dígito.
Las ALU para cada uno de estos sistemas numéricos mostraban diferentes diseños, y esto influenció la preferencia
actual por el complemento a dos, debido a que éstaes la representación más simple, para el circuito electrónico de la
ALU, para calcular adiciones y sustracciones, etc.
Introducción práctica
Una ALU simple de 2 bits que hace operaciones de AND, OR, XOR y adición (ver
explicación en el texto).
La ALU se compone básicamente de:
Circuito Operacional, Registros de
Entradas, Registro Acumulador y un
Registro de Estados, conjunto de...