Арифметико-логическое устройство

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – важнейшая часть процессора. Оно позволяет выполнять разнообразные арифметические и логические операции над операндами. Вид выполняемой АЛУ операции определяет программист, составляющий управляющую программу. Программа, хранящаяся в оперативной памяти, по частям передается в процессор, где и выполняется. Таким образом, процессор лишь исполняет указания программиста, выраженные в виде совокупности команд (программы).

Структурная схема простейшего АЛУ показана на рисунке выше.

Два многоразрядных операнда (числа, буквы, символы и т.д.), подлежащие обработке в АЛУ, подаются на входыА и В. Результат выполнения операции появляется на выходе F. Вид операции, выполняемой в АЛУ, определяется сигналами, которые подаются на входы S иM.

Таким образом при сложении чисел 2 и 3 одно из них подается на входА, а второе на - вход В. В этот момент времени на шины Sи М подается двоичное число, которое на обыденном языке означает команду (приказ) «Выполнить арифметическое сложение». Результат сложения – число 5 появляется на выходе F.

У входов M и S одинаковое назначение – определять вид выполняемой в АЛУ операции. Эти входы разделены лишь с методической целью. Сигнал на входе М (Mode – режим) определяет, какую операцию будет выполнять АЛУ – логическую или арифметическую.

Шина C0 при создании многоразрядных конструкций используется для приема переноса, формируемого в предыдущей (младшей) секции (микросхеме). Шина Cn+1 служит для передачи арифметического переноса из младшей секции в старшую. Другими словами: если у разработчика в наличии имеется n-разрядное АЛУ, то для получения разрядности 2n нужно взять еще одну аналогичную микросхему, объединить параллельно входы S и

M, а выход Cn+1 младшей секции соединить со входом C0 старшей секции (микросхемы).

Логические и арифметические операции отличаются тем, что в логических операциях вычисления производятся поразрядно (между собой взаимодействуют только одноименные разряды и переносов между разрядами нет). При выполнении арифметических операций в случае необходимости происходят переносы между соседними разрядами (от младшего разряда к старшему).

Обозначение АЛУ на схемах

D0, D1 – n- разрядные двоичные коды операндов;

CL – вход переноса. При сдвиге влево – сдвиговый вход;

CR – сдвиговый вход для сдвига вправо;

PL – выход переноса для арифметических операций, сдвиговый выход при сдвиге влево;

PR – сдвиговый выход для сдвига вправо;

F – двоичный управляющий код, который настраивает АЛУ на выполнение заданной микрооперации.

Дата добавления: 2014-12-08