EXPOSICION

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ
FACULTAD DE CIENCIAS INFORMÁTICAS
Tema:
 ALU
 ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO
 OPERACIONES LOGICAS Y ARITMETICAS

Autores:
 ESPINALES VASQUEZ ANGEL MAURICIO
 ARTEAGA DELGADO ROGGER HERNAN
 BASURO VELEZ JEFFERSON PAUL

Curso:
ARQUITECTURA
DEL
COMPUTADOR
4TO ”A”

DOCENTE:
Ing. CARLOS RIVERA

Introducción 
El procesador después de acceder a memoria principal paracopiar la instrucción en el registro de
instrucción, inicia la secuencia de acciones propias de cada instrucción. Muchas de estas instrucciones
consisten en la transformación de datos mediante la realización de operaciones lógicas o aritméticas.
Para realizar estas operaciones existe un bloque especial de la CPU denominado Unidad Aritmético
Lógica (ALU). Gobernada por la unidad de control, la ALUtiene como entradas os datos almacenados
en los registros internos de la CPU. Adicionalmente, la ALU tiene como salida los indicadores de
estado que señalan las características del resultado de la última operación (por ejemplo, si el resultado
ha sido cero, negativo, etc.). La ALU a su vez está compuesta por diversos circuitos especializados en
realizar una transformación particular de los datos,típicamente una operación aritmética o lógica.
Como ejemplo una ALU puede disponer de una unidad de suma/resta de enteros, una unidad de
multiplicación de enteros, una unidad de división de enteros y su equivalente en punto flotante. Estos
módulos en los que se divide la ALU se pueden clasificar en función de diversos parámetros. Los
criterios más habituales que van a caracterizar los módulos de laALU son:

Módulo combinacional o secuencial.
En el caso de módulos combinacionales se tiene un circuito digital combinacional, sin elementos de
memoria. Si se modifica uno de los operandos el resultado se modifica con un retraso que vendrá
dado por la suma de los retrasos de todas las puertas que intervienen en la operación.         
Número de operandos del módulo.
Hay módulos que solamente empleanun operando, como es el de la negación, pero habitualmente
la mayoría de los módulos realizan operaciones que utilizan dos operadores, como son la suma,
división o AND lógico.     
 Incorporación de paralelismo al módulo.
Si el módulo realiza la operación bit a bit se dirá que es serie, sin embargo, si se transforma toda la
palabra simultáneamente se dirá que es paralelo. El primero es de tiposecuencial y requiere tantas
fases como dígitos tengan los operandos, mientras que el segundo es de tipo paralelo.      

Integración en la CPU
Puede ocurrir que parte de los módulos de la ALU estén integrados en la CPU (típicamente los que
realizan operaciones lógicas o aritméticas con números enteros), y otros sean externos a la CPU
debido a que son muy complejos y ocupan mucha superficie desilicio. Es el caso de los
coprocesadores matemáticos que se utilizaban en procesadores. Un ejemplo de módulo ALU es el
sumador elemental de 1 bit. Este operador es aritmético y utiliza dos operandos. Suponiendo que una
palabra tiene una anchura de 8 bits, si se conectan 8 sumadores elementales se obtiene un sumador
paralelo. Sin embargo, si la unidad de control suministra de manera secuencial losbits a una sola
unidad de suma elemental y almacena el resultado parcial en un registro, se trata de una sumadora
serie. La principal ventaja del operador serie es que es más pequeño y por tanto ocupa menos
superficie de silicio. La desventaja de este módulo es que es más lento que el operador paralelo.
Cabe destacar cómo el operador serie ocupará más de 1/8 parte del módulo paralelo, al incluirtambién la UC módulos que secuencian las operaciones.

Estructura y operaciones de la ALU
La ALU está formada por un conjunto de operadores, un conjunto de registros que van a almacenar
los operandos fuente y resultados parciales y unos biestables de estado. El órgano secuenciador (si
hay operadores secuenciales) se integran en la UC. Las operaciones más complejas no se
implementan con circuitos...