Co to jest jednostka arytmetyczna?

Jednostka arytmetyczna, zwana także arytmetyczną jednostką logiczną (ALU), jest składnikiem środkowej jednostki przetwarzania (CPU).Jest często określany jako „silnik” procesora, ponieważ pozwala komputerowi wykonywać obliczenia matematyczne, takie jak dodawanie, odejmowanie i mnożenie.ALU wykonuje również operacje logiczne, takie jak „i”, „lub” i „nie”.Jednostka arytmetyczna działa wraz z tablicą rejestru, która zawiera dane podczas przetwarzania dowolnej z tych operacji.Jednostka arytmetyczna składa się z wielu połączonych elementów, które zostały zaprojektowane do wykonywania określonych zadań.

Niektóre jednostki przetwarzania centralnego składają się z dwóch komponentów, jednostki arytmetycznej i jednostki logicznej.Inne procesory mogą mieć jednostkę arytmetyczną do obliczania operacji stałego punktu i inną AU do obliczania obliczeń zmiennoprzecinkowych.Niektóre komputery mają osobny układ zwany numerycznym koprocesorem.Ten koprocesor zawiera jednostkę zmiennoprzecinkową do przetwarzania operandów zmiennoprzecinkowych.Koprocesor zwiększa prędkość roboczą komputera ze względu na zdolność koprocesora do szybszego i wydajniej wykonywania obliczeń.

Operacje są przetwarzane, gdy dane są ładowane do jednostki logicznej arytmetycznej z jednego z rejestrów wejściowych lub procesorów procesora.Rejestr jest częścią ogólnego aparatu pamięci komputera, który przechowuje dane.Dane zawarte w tych rejestrach można odzyskać znacznie szybciej niż z innych lokalizacji pamięci.Jednostka sterująca jest częścią wewnętrznych działań procesora i przesyła instrukcje do jednostki sterującej arytmetyki.Instrukcje składają się zwykle z kilku części.Zasadniczo istnieje kod operacyjny, co najmniej jeden operand, aw niektórych przypadkach kod formatowy.

Kod pracy lub kod operacyjny instruuje arytmetyczną jednostkę logiczną, na której operacji wykonać.Operands informuje ALU, gdzie znajdują się dane, oraz adres, w którym można pobrać informacje.Ma również różne funkcje, które należy stosować w obliczeniach, takie jak odejmowanie lub porównanie logiczne.Kod formatu jest zwykle używany z kodem operacyjnym i może poinformować słowo instruktażowe lub stałego punktu pomiarowego ALU.

Typowe zadania wykonywane przez arytmetyczną jednostkę logiczną obejmują dodawanie i odejmowanie, mnożenie i podział oraz testy logiczne.ALU wykonuje również porównania i operacje zmieniające bity.Przesuwanie bitów to proces związany z przenoszeniem najmniejszych ilości informacji (bit) obsługiwanych przez komputer.Bity są grupowane razem, tworząc słowa od 32 do 64-bitowego.

Jednostki arytmetyczne można zaprojektować do wykonywania praktycznie dowolnego obliczeń.Droższe Alus są potrzebne do bardziej złożonych operacji.Te jednostki arytmetyczne są zwykle większe i wymagają większej przestrzeni i mocy.Mniejsze jednostki arytmetyczne mogą wykonać obliczenia, ale wykonanie wykonania zajmie dłużej z powodu wielu kroków związanych z przetwarzaniem wzoru.