Đơn vị nào của CPU điều khiển và điều phối tất cả các hoạt động trong máy tính?

Đơn vị số học-logic hoạt động như thế nào?

Thông thường, ALU có quyền truy cập đầu vào và đầu ra trực tiếp tới bộ điều khiển bộ xử lý, bộ nhớ chính (bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên hoặc RAM trong máy tính cá nhân) và các thiết bị đầu vào/đầu ra. Đầu vào và đầu ra chảy dọc theo một đường điện tử được gọi là xe buýt

Đầu vào bao gồm một từ lệnh, đôi khi được gọi là từ lệnh máy, có chứa mã thao tác hoặc "opcode", một hoặc nhiều toán hạng và đôi khi là mã định dạng. Mã hoạt động cho ALU biết hoạt động nào cần thực hiện và các toán hạng được sử dụng trong hoạt động

Ví dụ: hai toán hạng có thể được cộng với nhau hoặc so sánh một cách logic. Định dạng có thể được kết hợp với opcode và cho biết, ví dụ, liệu đây là lệnh dấu phẩy động hay dấu phẩy động

Đầu ra bao gồm một kết quả được đặt trong thanh ghi lưu trữ và các cài đặt cho biết liệu thao tác có được thực hiện thành công hay không. Nếu không, một số loại trạng thái sẽ được lưu trữ ở một nơi cố định đôi khi được gọi là từ trạng thái máy

Nói chung, ALU bao gồm các vị trí lưu trữ cho toán hạng đầu vào, toán hạng đang được thêm vào, kết quả tích lũy (được lưu trữ trong bộ tích lũy) và kết quả đã dịch chuyển. Luồng bit và các hoạt động được thực hiện trên chúng trong các đơn vị con của ALU được điều khiển bởi các mạch có cổng

Các cổng trong các mạch này được điều khiển bởi một đơn vị logic trình tự sử dụng một thuật toán hoặc trình tự cụ thể cho từng mã hoạt động. Trong đơn vị số học, phép nhân và phép chia được thực hiện bằng một loạt các phép toán cộng hoặc trừ và dịch chuyển

Có mấy cách biểu diễn số âm. Trong đơn vị logic, có thể thực hiện một trong 16 thao tác logic có thể -- chẳng hạn như so sánh hai toán hạng và xác định vị trí các bit không khớp

Thiết kế của ALU là một phần quan trọng của bộ xử lý và các phương pháp tiếp cận mới để tăng tốc độ xử lý lệnh liên tục được phát triển

ALU hỗ trợ loại chức năng nào?

Trong khoa học máy tính, ALU đóng vai trò là một mạch kỹ thuật số tổ hợp thực hiện các phép toán số học và bit trên các số nhị phân. Đây là khối xây dựng cơ bản của các mạch logic số học cho nhiều loại đơn vị điều khiển và mạch điện toán bao gồm các đơn vị xử lý trung tâm (CPU), FPU và các đơn vị xử lý đồ họa

Rất lâu trước khi có PC hiện đại, ALU lần đầu tiên hỗ trợ bộ vi xử lý và bóng bán dẫn vào những năm 1970

Sau đây là một vài ví dụ về các phép toán logic theo bit và các phép toán số học cơ bản được ALU hỗ trợ

• Phép cộng. Cộng A và B với tổng kết chuyển vào hoặc kết chuyển ra tại Y
• phép trừ. Trừ B từ A hoặc ngược lại với sự khác biệt tại Y và thực hiện hoặc thực hiện
• Tăng. Trong đó A hoặc B được tăng thêm một và Y đại diện cho giá trị mới
• giảm. Trong đó A hoặc B bị giảm đi một và Y đại diện cho giá trị mới
• VÀ. Logic bit AND của A và B được biểu thị bằng Y
• HOẶC. Logic theo bit OR của A và B được biểu thị bằng Y
• Độc quyền-HOẶC. XOR logic bitwise của A và B được biểu thị bằng Y

Các hàm dịch ALU làm cho toán hạng A hoặc B dịch sang phải hoặc sang trái với toán hạng mới được biểu thị bằng Y. ALU phức tạp sử dụng bộ dịch chuyển thùng để dịch chuyển toán hạng A hoặc B theo bất kỳ số lượng bit nào trong một thao tác đơn lẻ

Thông tin này được cập nhật lần cuối vào tháng 8 năm 2021

ĐỌC TIẾP Giới thiệu về đơn vị logic-số học (ALU)

• Đơn vị xử lý dữ liệu tăng tốc hiệu suất cơ sở hạ tầng

• Tìm hiểu các loại phần cứng máy chủ chính và ưu nhược điểm của chúng

• Đi sâu vào những điều cơ bản với các thuật ngữ phần cứng máy chủ này

• Mua phần cứng máy chủ với các chức năng chính này

• Giá so với. máy chủ phiến. Có gì khác biệt?

Điều khoản liên quan