หน่วยเลขคณิตคืออะไร?

หน่วยเลขคณิตหรือที่เรียกว่าหน่วยตรรกะเลขคณิต (ALU) เป็นส่วนประกอบของหน่วยประมวลผลส่วนกลาง (CPU)มันมักจะเรียกว่า "เครื่องยนต์" ของ CPU เพราะช่วยให้คอมพิวเตอร์ทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์เช่นการเพิ่มการลบและการคูณALU ยังดำเนินการลอจิกเช่น“ และ”“ หรือ” และ“ ไม่”หน่วยเลขคณิตทำงานพร้อมกับอาร์เรย์ลงทะเบียนซึ่งเก็บข้อมูลเมื่อประมวลผลการดำเนินการใด ๆ เหล่านี้หน่วยเลขคณิตประกอบด้วยองค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันจำนวนมากที่ออกแบบมาเพื่อทำงานเฉพาะ

หน่วยประมวลผลส่วนกลางบางส่วนประกอบด้วยสององค์ประกอบคือหน่วยเลขคณิตและหน่วยตรรกะโปรเซสเซอร์อื่น ๆ อาจมีหน่วยเลขคณิตสำหรับการคำนวณการดำเนินการจุดคงที่และ AU อื่นสำหรับการคำนวณการคำนวณจุดลอยตัวพีซีบางเครื่องมีชิปแยกต่างหากที่เรียกว่าตัวประมวลผลรวมตัวเลขตัวประมวลผลร่วมนี้มีหน่วยจุดลอยตัวสำหรับการประมวลผลตัวถูกดำเนินการลอยตัวประมวลผลร่วมเพิ่มความเร็วในการทำงานของคอมพิวเตอร์เนื่องจากความสามารถของตัวประมวลผลร่วมในการคำนวณได้เร็วขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การดำเนินการจะถูกประมวลผลเมื่อโหลดข้อมูลลงในหน่วยตรรกะเลขคณิตจากหนึ่งในอินพุตหรือโปรเซสเซอร์ของ CPUการลงทะเบียนเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์หน่วยความจำโดยรวมของคอมพิวเตอร์ที่เก็บข้อมูลข้อมูลที่มีอยู่ในการลงทะเบียนเหล่านี้สามารถเรียกคืนได้เร็วกว่าสถานที่จัดเก็บอื่น ๆชุดควบคุมเป็นส่วนหนึ่งของการทำงานภายในของ CPU และส่งคำแนะนำไปยังชุดควบคุมเลขคณิตคำแนะนำมักจะประกอบด้วยหลายส่วนโดยทั่วไปมีรหัสการทำงานอย่างน้อยหนึ่งตัวถูกดำเนินการและในบางกรณีรหัสรูปแบบ

รหัสการดำเนินการหรือ opcode สั่งให้หน่วยตรรกะเลขคณิตซึ่งการดำเนินการเพื่อดำเนินการตัวถูกดำเนินการบอก ALU ว่าข้อมูลอยู่ที่ไหนและที่อยู่ที่สามารถเรียกคืนข้อมูลได้นอกจากนี้ยังมีฟังก์ชั่นต่าง ๆ ที่จะใช้ในการคำนวณเช่นการลบหรือการเปรียบเทียบตรรกะโดยทั่วไปแล้วรหัสรูปแบบจะใช้กับรหัสการทำงานและอาจแจ้งคำสั่งของเครื่อง ALU แบบลอยหรือจุดคงที่

งานทั่วไปที่ดำเนินการโดยหน่วยตรรกะทางคณิตศาสตร์รวมถึงการเพิ่มและการลบการคูณและการหารและการทดสอบเชิงตรรกะALU ยังทำการเปรียบเทียบและดำเนินการขยับเล็กน้อยการเปลี่ยนบิตเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการย้ายข้อมูลจำนวนน้อยที่สุด (บิต) ที่จัดการโดยคอมพิวเตอร์บิตถูกจัดกลุ่มเข้าด้วยกันเพื่อสร้างคำจากขนาด 32 ถึง 64 บิต

หน่วยเลขคณิตสามารถออกแบบมาเพื่อทำการคำนวณใด ๆALU ที่มีราคาแพงกว่าเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินงานที่ซับซ้อนมากขึ้นหน่วยเลขคณิตเหล่านี้มักจะมีขนาดใหญ่ขึ้นและต้องการพื้นที่และพลังงานมากขึ้นหน่วยเลขคณิตขนาดเล็กสามารถทำการคำนวณได้ แต่จะใช้เวลานานกว่าในการดำเนินการตามขั้นตอนหลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องในการประมวลผลสูตร