WikiDer > Arithmetik-Logikeinheit

Arithmetic logic unit
Schaltplansymbol der arithmetischen Logikeinheit. A und B sind Operanden, R ist das Ergebnis, F ist der Funktionsselektor und D ist der Ausgangszustand (z. B. Übertrags- und Nullbits und Fehlerbedingungen wie Division durch 0)

Das Arithmetik-Logikeinheit (Aluminium) (Niederländisch: Arithmetik-Logikeinheit) ist der zentrale Teil des Prozessor von a Computer dass die Arithmetik (Arithmetik) und logisch (Logik) Operationen durchführen. Es schaut auch auf welche Speicherort die nächste bestellung der Programm Zustand.

Operation

Eine ALU wird durchgeführt mit Logikgatter, die fast immer mit gebaut werden Halbleiter (hauptsächlich Silizium). Diese Ports können jetzt in einigen (oder Teilen von) Nanosekunden eine Operation durchführen. Finden Sie die Berechnungen in binär Code-Platz. Also mit zwei Optionen: an oder aus, leitend oder nicht leitend, oder zwei verschiedene Spannungsniveaus (siehe bisschen). Einige dieser Bitoperationen innerhalb einer ALU arbeiten fast immer zusammen. Zum Beispiel in 8- oder 16- oder 32-Bit-Einheiten parallel (normalerweise a Leistung von zwei). Man spricht dann von Wörter.

Die grundlegenden Operationen einer ALU sind:

  • Verschieben einer oder mehrerer Bitpositionen innerhalb eines Wortes (SHIFT) nach links oder rechts.
  • Durchführen arithmetischer Operationen an zwei Wörtern (wie z summieren (ADD), Inkrement und Komplement).
  • Führen Sie logische Operationen wie AND, NOT, OR und XOR aus.

Diese Grundoperationen ermöglichen die Ausführung anderer komplexer Operationen (die multiplizieren von zwei Zahlen ist zum Beispiel nichts anderes als wiederholtes Schieben und Addieren).

Geschichte

In den Anfängen der Computer, als große elektronische Bauteile wie Elektronenröhren und Transistoren Designziel war es, mit möglichst wenigen Teilen die größtmögliche Funktionalität zu erreichen. Alle Rechenoperationen wurden dann nacheinander von einer ALU ausgeführt. Da der Integrationsgrad mit der Ankunft der Chip, wurde dieses serielle Prinzip aufgegeben. Mehrere parallel arbeitende Einheiten ergaben dann eine höhere Geschwindigkeit. Ein sogenannter Co-Prozessor kümmerte sich um die arithmetischen Aufgaben, während der Hauptprozessor hauptsächlich um die programmatische Prozessausführung kümmerte. Heutzutage können ALUs oder Untereinheiten davon an mehreren Stellen verwendet werden. Es ist möglich, Nachschlagetabellen zu verwenden, anstatt arithmetische und logische Berechnungen durchzuführen. Auf diese Weise lässt sich die Geschwindigkeit weiter steigern: eine Art Schummeln statt Rechnen. Durch solche Techniken verliert die ALU nach und nach ihre zentrale Position im Prozessor.

Siehe auch