Aritmetica

Unidad de la lógica aritmética
En el computar, unidad de la lógica aritmética (ALU) es a circuito digital eso se realiza aritmética y lógico operaciones. El ALU es un bloque de edificio fundamental del unidad central de proceso (CPU) de una computadora, e incluso del más simple microprocesadores contenga uno para los propósitos tales como contadores de tiempo que mantienen. Las CPU y lasunidades de proceso modernas interiores encontradas procesadores de los gráficos (GPUs) tenga dentro de ellos muy de gran alcance y de ALUs muy complejo; un solo componente puede contener un número de ALUs.
Matemático Juan von Neumann propuso el concepto de ALU en 1945, cuando él escribió un informe en las fundaciones para una computadora nueva llamada EDVAC.
Contenido * 1 Desarrollo temprano * 2Sistemas numéricos * 3 Descripción práctica * 3.1 Operaciones simples * 3.2 Operaciones complejas * 3.3 Entradas y salidas * 3.4 ALUs contra FPUs * 4 Vea también * 5 Notas * 6 Referencias * 7 Acoplamientos externos |
Desarrollo temprano
En 1946, von Neumann trabajó con sus colegas en diseñar una computadora para el instituto de Princeton de los estudios avanzados(IAS). Computadora de IAS se convirtió el prototipo para muchas computadoras más últimas. En la oferta, von Neumann contorneó lo que él creyó sería necesitado en su máquina, incluyendo un ALU.
Von Neumann indicó que un ALU es una necesidad para una computadora porque está garantizado que una computadora tendrá que computar operaciones matemáticas básicas, incluyendo la adición, la substracción, lamultiplicación, y la división.[1] Él por lo tanto creyó que era “razonable que [la computadora] debe contener los órganos especializados para estas operaciones.”[2]
Sistemas numéricos
Un ALU debe procesar números usando el mismo formato que el resto del circuito digital. Para los procesadores modernos, ése es casi siempre complemento de dos representación del número binario. Las computadorastempranas utilizaron una variedad amplia de sistemas de numeración, incluyendo su complemento, muestra-magnitud ajuste a formato, e iguale las sistemas decimales verdaderas, con diez tubos por dígito.
ALUs para cada uno de estos sistemas numéricos tenía diversos diseños, y ése influenció la preferencia actual por complemento de dos, como esto está la representación que las marcas él más fácil paraque el ALUs calcule adiciones y substracciones.[la citación necesitó]
Descripción práctica
La mayor parte de las operaciones de un procesador son realizadas por unos o más ALUs. Un ALU carga datos de registros de la entrada, ejecuta, y almacena el resultado en un registro de la salida. A Unidad de control dice a ALU qué operación a realizarse en los datos. Otros mecanismos mueven datos entreestos registros y la memoria.[3]
Operaciones simples
La mayoría del ALUs puede realizar las operaciones siguientes:
* Número entero operaciones aritméticas (adición, substracción, y a veces multiplicación y división, aunque esto es más costoso)
* Bitwise operaciones de la lógica (Y, NO, O, XOR)
* el Pedacito-cambiar de puesto operaciones (que cambian de puesto o que rotan una palabrapor un número especificado de pedacitos el al izquierdo o derecho, con o fuera extensión de la muestra). Las cambios se pueden interpretar como multiplicaciones por 2 y divisiones por 2.
Operaciones complejas
Un ingeniero puede diseñar un ALU para calcular cualquier operación, no obstante es complicado es; el problema es que cuanto más compleja la operación, cuanto más costoso el ALU es, más elespacio que utiliza en el procesador, y más la energía se disipa, etc.
Por lo tanto, los ingenieros calculan siempre un compromiso, para proporcionar para el procesador (u otros circuitos) un ALU bastante de gran alcance para hacer el procesador rápido, pero con todo no tan complejo en cuanto a llegado a ser prohibitivos. Imagínese que usted necesita calcular la raíz cuadrada de un número; el...