Арифметико-логическое устройство: различия между версиями

дополнение, викификация
(дополнение, викификация)
[[Файл:74181aluschematic.png|thumb|400px|Комбинационная логическая схема 4-битного АЛУ, реализованная в 24-х выводной [[Микросхема|микросхеме]] [[ТТЛ]], впервые разработанная и ранее изготавливаемая фирмой [[Texas Instruments]]. Выполняет сложение, вычитание, все элементарные [[логические функции]] и битовые сдвиги над двумя 4-х битовыми операндами. Не содержит в своем составе регистров.]]
[[Файл:74181aluschematic.png|thumb|300px|Схема 4-битного АЛУ 74181]]
'''Арифме́тико-логи́ческое устро́йство''' (АЛУ) ({{lang-en|arithmetic and logic unit, ALU}}) — блок [[центральный процессор|процессора]], который под управлением '''''устройства управления''''' (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от [[Элементарная операция|элементарных]]) над данными, называемыми в этом случае [[операнд]]ами. Разрядность операндов обычно называют размером или длиной [[Машинное слово|машинного слова]].
 
== История ==
 
== Организация и принципы действия ==
[[FileФайл:ALU block-ru.svg|thumb|400px|Обобщённая блок-схема арифметико-логического устройства (АЛУ). Стрелками указаны входные и выходные слова. Флаги - — признаки (например, результата сравнения операндов) выполнения предыдущей операции (вход) и результата выполнения текущей операции (выход). В одноместных операциях таких, например, как инверсия битов слова или битовый сдвиг второй операнд (B) не участвует в операции. Слово команды указывает необходимую операцию.]]
* Одноразрядное двоичное бинарное (двухоперандное) АЛУ с бинарным (двухразрядным) выходом может выполнять до <math>2^{(2^2)*2}=2^8=256</math> двоичных бинарных (двухоперандных) функций (операций) с бинарным (двухразрядным) выходом.
 
 
<!-- '''Структура АЛУ и его связь с другими блоками компьютера показаны на рисунке 2.''' нет рисунка -->
В состав арифметико-логического устройства, условно включается регистры Рг1 — Рг7, которые служат для обработки информации, поступающей из оперативной или пассивной памяти N1, N2, …NS… NS и логические схемы, которые используются для обработки слов по микрокомандам, поступающим из устройства управления.
Различают два вида микрокоманд: внешние — такие микрокоманды, которые поступают в АЛУ от внешних источников и вызывают в нём преобразование информации (на рисунке 2 это микрокоманды А1, А2,…, Аn) и внутренние — те, которые генерируются в АЛУ и оказывают влияние на микропрограммное устройство, изменяя таким образом нормальный порядок следования команд.
р1, p2,…, pm на рисунке 2 — это и есть микрокоманды. А результаты вычислений из АЛУ передаются в ОЗУ по кодовым шинам записи у1, у2, …, ys.
 
Часть операционных регистров могут быть адресованы в команде для выполнения операций с их содержимым, и их называют программно-доступными. К таким регистрам относятся: сумматор, индексные регистры и некоторые вспомогательные регистры. Остальные регистры нельзя адресовать в программе, то есть они являются программно-недоступными.
 
Операционные устройства можно классифицировать по виду обрабатываемой информации, по способу её обработки и по логической структуре. Более подробная классификация указана на рис.3.
 
Такая сложная логическая структура АЛУ может характеризоваться количеством отличающихся друг от друга микроопераций, которые необходимы для выполнения всего комплекса задач, поставленных перед арифметико-логическим устройством. На входе каждого регистра собраны соответствующие логические схемы, обеспечивающие такие связи между регистрами, что позволяет реализовать заданные микрооперации. Выполнение операций над словами сводится к выполнению определённых микроопераций, которые сводятся, в свою очередь, … управляют передачей слов в АЛУ и действиями по преобразованию слов. Порядок выполнения микрокоманд определяется алгоритмом выполнения операций. То есть связи между регистрами АЛУ и их функциями зависят в основном от принятой методики выполнения логических операций, в том числе арифметических или специальной арифметики.