Организация ЭВМ и систем


Назначение, классификация и организация АЛУ


Арифметико-логическое устройство (АЛУ) является одной из основных функциональных частей процессора, осуществляющей непосредственное

преобразование информации.

Все операции, выполняемые в АЛУ, можно разделить на следующие

группы:

- операции двоичной арифметики для чисел с фиксированной запятой;

 - операции двоичной (или шестнадцатеричной) арифметики для чисел с плавающей запятой;                                     

 -  операции десятичной арифметики (над числами, представленными в

двоично-десятичном коде);

- операции адресной арифметики (при модификации адресов команд);

- операции специальной арифметики;

- логические операции;

- операции над алфавитно-цифровыми полями.

Современные универсальные ЭВМ обычно реализуют операции всех приведенных выше групп, а специализированные ЭВМ часто не имеют аппа­ратуры для обработки чисел с плавающей запятой, десятичных чисел и операций над алфавитно-цифровыми полями. В этом случае эти операции вы­полняются специальными подпрограммами.

Основными являются арифметические и логические операции. К арифметическим операциям относятся сложение, вычитание, вычита­ние модулей ("короткие операции"), умножение и деление ("длинные опера­ции"). Группу логических операций составляют операции дизъюнкции (логи­ческое ИЛИ) и конъюнкции (логическое И) над многоразрядными двоичны­ми словами, сравнение кодов на равенство. Специальные арифметические операции включают в себя нормализацию, арифметический сдвиг (сдвигают­ся только цифровые разряды, знаковый разряд остается на месте), логический сдвиг (знаковый разряд сдвигается вместе с цифровыми разрядами). Обшир­на группа операций редактирования алфавитно-цифровой информации.

Для выполнения перечисленных операций в АЛУ включаются следую­щие функциональные узлы:

- сумматор для выполнения суммирования и других действий над ко­дами операндов;

- регистры для хранения кодов операндов на время выполнения дейст­вий над ними;

- сдвигатели для сдвига кода на один или несколько разрядов вправо или влево;

- преобразователи для преобразования прямого кода числа в обратный или дополнительный код;

- комбинационные схемы для реализации логических операций, муль­типлексирования данных, управляемой передачи информации, формирования признаков результата и т.д.

Регистры и в некоторых случаях сумматоры имеют цепи управления приемом, выдачей и сбросом кодов операндов. Логические операции, опера­ции сдвига и преобразования кодов могут выполняться не только специаль­ными устройствами, но и с помощью дополнительных связей регистров и сумматора. В зависимости от типов используемых для суммирования базо­вых элементов различают комбинационные и накапливающие сумматоры.




- Начало -  - Назад -  - Вперед -