Unidad Aritmetico-logica
Páginas: 25 (6236 palabras)
Publicado: 23 de febrero de 2015
La unidad aritmética lógica
Es la parte del computador que realizar realmente las operaciones aritméticas y lógicas con los datos. El resto de los elementos del computador (unidad de control, registros, memoria, E/S) están principalmente para suministrar datos a la ALU, a fin de que esta los procese y para recuperar los resultados, La ALU se puede considerar el núcleo o esencia delcomputador.
La ALU se basa en el uso de dispositivos lógicos digitales sencillos que pueden almacenar dígitos binarios para realizar operaciones lógicas booleanas elementales. Los datos se presentan a la ALU en registros, y en registros se almacenan los resultados de las operaciones producidas por la ALU. Estos registros son posiciones de memoria temporal internas al procesador que están conectados a laALU. La ALU puede también activar indicadores como resultado de una operación.
La unidad de control proporciona las señales que gobiernan el funcionamiento de la ALU y la transferencia de datos dentro y fuera de la ALU.
Representación de enteros
En el sistema de numeración binaria cualquier número puede representarse tan sólo con los dígitos 1y 0, el signo menos, y la coma de la base. Sinembargo, para ser almacenados y procesados por un computador, no se tiene la posibilidad de disponer del signo y la coma. Para representar los números sólo pueden utilizarse dígitos 0 y 1
representación en signo y magnitud
Existen varias convenciones alternativas para representar números enteros tanto positivos como negativos. Todas ellas implican tratar el bit más significativo (el más alizquierda) de la palabra como un bit de signo: si dicho bit es 0 el número es positivo, y si es 1, el número es negativo. La representación signo magnitud posee varias limitaciones. Una de ellas es que la suma y la resta requiere tener en cuenta tanto los signos de los números como sus magnitudes relativas para llevar a cabo las operaciones en cuestión, otra limitación es que hay dosrepresentaciones del número cero, esto es un inconveniente porque es algo más difícil comprobar el valor 0 (una operación frecuentemente en los computadores) que si hubiera una sola representación.
Debido estas limitaciones, raramente se usa la representación en signo magnitud para implementar en la ALU las operaciones con enteros. En su lugar, el esquema más común es la representación en un complemento ados.
Representación en complemento a dos
Al igual que la de signo magnitud, la representación y complemento a dos utiliza el bit más significativo como bit de signo, facilitando la comprobación de si el entero es positivo o negativo. Difiere de la representación signo magnitud en la forma de interpretar los bits restantes. La mayoría de los tratados sobre representación en complemento ados se centra en las reglas para la obtención obtención de los números negativos, sin pruebas formales de que el esquema utilizado funcione, la representación en complemento a dos se entienden mejor definiéndola en términos de una suma ponderada de bits.
La ventaja de este tratamiento del tema está en que no queda duda alguna de si las reglas para las operaciones aritméticas con la notación encomplemento a dos puedan no funcionar en algunos casos concretos
Conversión entre longitudes de bits diferentes
A veces se desea tomar un entero de n bits y almacenarlo en en m bits, siendo m>n. Esto se resuelve fácilmente en la notación signo magnitud: simplemente trasladando el bit de signo hasta la nueva posición más a la izquierda y rellenando con ceros, este procedimiento no funcionacon los enteros negativos en complemento a dos.
Representación en coma fija
La representación tratada en esta sección se denomina a veces de coma fija. Esto es porque la coma de la base (coma binaria) está fija y se supone que a la derecha del bit menos significativo. El programador puede utilizar la misma representación para fracciones binarias escalando los números de manera que la como...
Es la parte del computador que realizar realmente las operaciones aritméticas y lógicas con los datos. El resto de los elementos del computador (unidad de control, registros, memoria, E/S) están principalmente para suministrar datos a la ALU, a fin de que esta los procese y para recuperar los resultados, La ALU se puede considerar el núcleo o esencia delcomputador.
La ALU se basa en el uso de dispositivos lógicos digitales sencillos que pueden almacenar dígitos binarios para realizar operaciones lógicas booleanas elementales. Los datos se presentan a la ALU en registros, y en registros se almacenan los resultados de las operaciones producidas por la ALU. Estos registros son posiciones de memoria temporal internas al procesador que están conectados a laALU. La ALU puede también activar indicadores como resultado de una operación.
La unidad de control proporciona las señales que gobiernan el funcionamiento de la ALU y la transferencia de datos dentro y fuera de la ALU.
Representación de enteros
En el sistema de numeración binaria cualquier número puede representarse tan sólo con los dígitos 1y 0, el signo menos, y la coma de la base. Sinembargo, para ser almacenados y procesados por un computador, no se tiene la posibilidad de disponer del signo y la coma. Para representar los números sólo pueden utilizarse dígitos 0 y 1
representación en signo y magnitud
Existen varias convenciones alternativas para representar números enteros tanto positivos como negativos. Todas ellas implican tratar el bit más significativo (el más alizquierda) de la palabra como un bit de signo: si dicho bit es 0 el número es positivo, y si es 1, el número es negativo. La representación signo magnitud posee varias limitaciones. Una de ellas es que la suma y la resta requiere tener en cuenta tanto los signos de los números como sus magnitudes relativas para llevar a cabo las operaciones en cuestión, otra limitación es que hay dosrepresentaciones del número cero, esto es un inconveniente porque es algo más difícil comprobar el valor 0 (una operación frecuentemente en los computadores) que si hubiera una sola representación.
Debido estas limitaciones, raramente se usa la representación en signo magnitud para implementar en la ALU las operaciones con enteros. En su lugar, el esquema más común es la representación en un complemento ados.
Representación en complemento a dos
Al igual que la de signo magnitud, la representación y complemento a dos utiliza el bit más significativo como bit de signo, facilitando la comprobación de si el entero es positivo o negativo. Difiere de la representación signo magnitud en la forma de interpretar los bits restantes. La mayoría de los tratados sobre representación en complemento ados se centra en las reglas para la obtención obtención de los números negativos, sin pruebas formales de que el esquema utilizado funcione, la representación en complemento a dos se entienden mejor definiéndola en términos de una suma ponderada de bits.
La ventaja de este tratamiento del tema está en que no queda duda alguna de si las reglas para las operaciones aritméticas con la notación encomplemento a dos puedan no funcionar en algunos casos concretos
Conversión entre longitudes de bits diferentes
A veces se desea tomar un entero de n bits y almacenarlo en en m bits, siendo m>n. Esto se resuelve fácilmente en la notación signo magnitud: simplemente trasladando el bit de signo hasta la nueva posición más a la izquierda y rellenando con ceros, este procedimiento no funcionacon los enteros negativos en complemento a dos.
Representación en coma fija
La representación tratada en esta sección se denomina a veces de coma fija. Esto es porque la coma de la base (coma binaria) está fija y se supone que a la derecha del bit menos significativo. El programador puede utilizar la misma representación para fracciones binarias escalando los números de manera que la como...
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