Mavzu: Arifmetik mantiq birligi (alu) va uning vazifalari

|
Mavzu: Arifmetik mantiq birligi (alu) va uning vazifalari
|
bet | 1/2 | Sana | 10.12.2023 | Hajmi | 41,35 Kb. | | #114870 |
Bog'liq Arifmetik mantiq birligi 2 Maruza
O`ZBEKISTON RESPUBLIKASI AXBOROT TEXNOLOGIYALARI VA KOMMUNIKATSIYALARINI RIVOJLANTIRISH VAZIRLIGI
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI
TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI
UNIVERSITETI SAMARQAND FILIALI
"Kompyuter injiniring" fakulteti
"Kompyuter tizimlari" kafedrasi
"Kompyuterni tashkil eshish” fanidan
MUSTAQIL ISH-№2
Mavzu: Arifmetik mantiq birligi (ALU) va uning vazifalari
Bajardi: Hazratqulov Shaxzod
Qabul qildi: Axrorov M.
SAMARQAND – 2023
Mavzu: Arifmetik mantiq birligi (ALU) va uning vazifalari
REJA:
1. Arifmetik mantiq birligi
2. Arifmetik mantiq birligining (ALU) umumiy blok diagrammasi
3.Xulosa
Arifmetik mantiq birligi ( ALU ; inglizcha arifmetik mantiq birligi, ALU ) - bu protsessor birligi bo'lib , u boshqaruv bloki nazorati ostida ma'lumotlar ustida arifmetik va mantiqiy o'zgarishlarni ( elementarlardan boshlab ) bajarish uchun ishlatiladi , bu holda operandlar deb ataladi. . Operandlarning uzunligi odatda mashina so'zining o'lchami yoki uzunligi deb ataladi .
Arifmetik mantiqiy birlik tushunchasini 1945 yilda Jon von Neyman EDVAC nashrida taklif qilgan ; u hozirgi klassik Neonn kompyuter arxitekturasining tarkibiy qismlaridan biriga aylandi .
Tashkilot va ishlash tamoyillari
Arifmetik mantiq birligining (ALU) umumiy blok diagrammasi
. Oklar kirish va chiqish so'zlarini bildiradi. Bayroqlar oldingi operatsiya (kirish) va joriy operatsiya (chiqish) natijalari (masalan, operandlarni solishtirish natijasi) dir. Bitta bitni teskari burish yoki bitni siljitish kabi bitta operatsiyalarda ikkinchi operand (B) operatsiyaga qo'shilmaydi. Buyruq so'zi kerakli operatsiyani bildiradi.
Ikkilik (ikki bitli) chiqishga ega bitta bitli ikkilik ikkilik (ikki operandli) ALUgacha bajarishi mumkin. {\ displaystyle 2 ^ {(2 ^ {2}) * 2} = 2 ^ {8} = 256} ikkilik (ikki raqamli) chiqadigan ikkilik ikkilik (ikki operandli) funktsiyalar (operatsiyalar).
Arifmetik mantiqiy birlik, funktsiyalar bajarilishiga qarab, ikki qismga bo'linadi:
mikroto'lqinlar (buyruqlar) ketma -ketligini o'rnatuvchi mikroprogram qurilmasi (boshqaruv qurilmasi);
berilgan mikro -ko'rsatmalar (buyruqlar) ketma -ketligini bajaruvchi operatsion qurilma.
Arifmetik mantiqiy qurilma shartli ravishda Pr1 - Pr7 registrlarini o'z ichiga oladi, ular operativ yoki passiv xotiradan N1, N2, ... NS va boshqaruv moslamasidan keladigan mikro ko'rsatmalarni so'zlarni qayta ishlash uchun ishlatiladigan mantiqiy davrlarini qayta ishlashga xizmat qiladi.
Mikro yo'riqnomalarning ikki turi mavjud: tashqi - ALUga tashqi manbalardan kelib tushadigan va uning ma'lumotlarini o'zgartirishga olib keladigan mikro ko'rsatmalari - ALUda ishlab chiqarilgan va mikroprogramma qurilmasiga ta'sir ko'rsatadigan, shuning uchun oddiy tartibni o'zgartiradigan. buyruqlar.
Arifmetik mantiq birligiga kiritilgan registrlarning odatiy funktsiyalari:
Rg1 - akkumulyator (yoki akkumulyatorlar) - hisob -kitoblar natijasi tuziladigan ALUning asosiy registri;
Rg2, Rg3 - bajarilayotgan operatsiyaga qarab operandlar registrlari (qo'shish, omil, bo'luvchi, dividend va boshqalar);
Rg4 - natija operandlarining manzillarini saqlash (ba'zan shakllantirish) uchun mo'ljallangan manzillar reestri (yoki manzillar registrlari);
Pr6 - k indeks registrlari, ularning tarkibi manzillar yaratish uchun ishlatiladi;
Pr7 - l yordamchi registrlar, ular dasturchining iltimosiga binoan akkumulyatorlar, indeks registrlari bo'lishi yoki oraliq natijalarni saqlash uchun ishlatilishi mumkin.
Ba'zi operatsion registrlar o'z mazmuni bilan operatsiyalarni bajarish buyrug'i bilan hal qilinishi mumkin va ular dasturiy ta'minotga kirish deb ataladi. Bu registrlarga quyidagilar kiradi: yig'uvchi, indeks registri va ba'zi yordamchi registrlar. Qolgan registrlarni dasturda ko'rib chiqish mumkin emas, ya'ni ularga dasturiy jihatdan kirish mumkin emas.
Operatsion qurilmalarni ishlov berilayotgan axborot turiga, ishlov berish usuliga va mantiqiy tuzilishiga ko'ra tasniflash mumkin.
ALUning bunday murakkab mantiqiy tuzilishi arifmetik-mantiqiy qurilmaga yuklangan vazifalar majmuini bajarish uchun zarur bo'lgan bir-biridan farq qiladigan mikro operatsiyalar soni bilan tavsiflanishi mumkin. Har bir registrni kiritishda registrlar orasidagi bunday aloqalarni ta'minlaydigan tegishli mantiqiy sxemalar yig'iladi, bu esa ko'rsatilgan mikro operatsiyalarni amalga oshirish imkonini beradi. So'zlar bo'yicha operatsiyalarni bajarish, ALUga so'zlarni o'tkazishni va so'zlarni konvertatsiya qilish harakatlarini boshqaradigan ba'zi mikro operatsiyalarni bajarishga to'g'ri keladi. Mikro ko'rsatmalarni bajarish tartibi operatsiyalarni bajarish algoritmi bilan belgilanadi. Ya'ni, ALU registrlari va ularning funktsiyalari o'rtasidagi aloqalar asosan mantiqiy operatsiyalarni, shu jumladan arifmetik yoki maxsus arifmetikani bajarish uchun qabul qilingan metodologiyaga bog'liq.
Operatsiyalar [ tahrir | kodni tahrirlash ]
Arifmetik-mantiqiy qurilmada bajariladigan barcha amallar mantiqiy amallar (funktsiyalar) bo'lib, ularni quyidagi guruhlarga bo'lish mumkin:
sobit nuqtali sonlar uchun ikkilik arifmetik amallar;
suzuvchi nuqta raqamlari uchun ikkilik (yoki o'n oltilik) arifmetik amallar;
o'nlik arifmetik amallar;
indeks arifmetik amallari (ko'rsatma manzillarini o'zgartirganda);
maxsus arifmetik operatsiyalar;
mantiqiy kodlar bo'yicha operatsiyalar (mantiqiy amallar);
alfasayısal maydonlar bo'yicha operatsiyalar.
Zamonaviy umumiy maqsadli kompyuterlar, odatda, yuqoridagi barcha guruhlarning operatsiyalarini bajaradi va kichik va mikrokompyuterlar , mikroprotsessorlar va ixtisoslashtirilgan kompyuterlarda ko'pincha suzuvchi nuqta arifmetikasi, o'nlik arifmetikasi va alfasayısal maydonlardagi operatsiyalar uchun uskunalar yo'q. Bunday holda, bu operatsiyalar maxsus kichik dasturlar yordamida amalga oshiriladi.
Arifmetik amallarga modullarni qo'shish , ayirish , ayirish ("qisqa amallar") va ko'paytirish va bo'linish ("uzoq amallar") kiradi. Mantiqiy operatsiyalar guruhi ko'p bitli ikkilik so'zlar ustidan disjunksiya (mantiqiy OR) va konjunksion (mantiqiy VA) operatsiyalardan , tenglik kodlarini taqqoslashdan iborat. Maxsus arifmetik operatsiyalarga normallashtirish, arifmetik siljish (faqat raqamli bitlar siljiydi, belgi biti joyida qoladi), mantiqiy siljish kiradi.(belgi biti raqamli bitlar bilan birga siljiydi). Alfavit -raqamli ma'lumotlarni tahrir qilish bo'yicha operatsiyalar guruhi keng. Olish har bir operatsiyani bo'lgan mantiqiy funktsiya yoki tasvirlangan mantiqiy funktsiyalarni bir natija ikkilik mantiq ikkilik kompyuterlar uchun uchlik mantiq uchun uchlik kompyuterlar , to'rtlik kompyuterlar uchun to'rtlik mantiq, shunday qilib, o'nlik o'nlik kompyuterlar uchun mantiq va.
Tasnifi [ tahrir | kodni tahrirlash ]
Arifmetik mantiqiy qurilmalar operandlarda ishlash usuli bo'yicha ketma -ket va parallel bo'linadi. Tartibli qurilmalarda operandlar ketma -ket kod bilan ifodalanadi va operatsiyalar ularning alohida bitlari bo'yicha o'z vaqtida ketma -ket bajariladi; parallel - parallel kod va amallar operandlarning barcha bitlari bo'yicha parallel ravishda bajariladi.
Raqamlar ifodalanishi bilan arifmetik-mantiqiy qurilmalar ajratiladi:
Elementlar va tugunlardan foydalanish tabiatiga ko'ra, ALU blokli va ko'p funktsiyali bo'linadi. Blok qurilmasida sobit va suzuvchi nuqta, o'nlik raqamlar va alfasayısal maydonlar bo'lgan raqamlar bo'yicha operatsiyalar alohida bloklarda bajariladi, bu ish tezligini oshiradi, chunki bloklar mos keladigan operatsiyalarni parallel bajarishi mumkin, lekin uskunaning narxi sezilarli darajada oshadi. Ko'p funktsiyali ALUlarda raqamlarni tasvirlashning barcha shakllari bo'yicha operatsiyalar kerakli ish rejimiga qarab, kerakli tarzda almashtirilgan bir xil sxemalar orqali amalga oshiriladi.
Arifmetik-mantiqiy birlik o'z vazifalariga ko'ra, operandlarni boshqa qurilmalardan (masalan, xotira) qabul qilish, ularni konvertatsiya qilish va konversiya natijalarini boshqa qurilmalarga chiqarishni ta'minlaydigan mikro operatsiyalarni bajaradigan operativ birlikdir. Arifmetik mantiqiy birlik ALUda ma'lum mikro-operatsiyalarni bajarishni boshlaydigan boshqaruv signallarini ishlab chiqaruvchi boshqaruv bloki tomonidan boshqariladi. Boshqaruv bloki tomonidan ishlab chiqarilgan signallar ketma -ketligi opcode va signal signallari buyrug'i bilan aniqlanadi.
Protsessor kiritish-chiqarish portlaridan turli xil ma'lumotlarni raqamlar ko'rinishida qabul qilish yoki jo'natish, ular ustida arifmetik amallarni bajarish va keyin ularni xotirada saqlash uchun foydalanadi. Protsessor, xotira va portlar o'rtasida ma'lumotlar almashinuvi simlar orqali amalga oshiriladi, ular raqamli elektronikada odatda avtobus deb ataladi (avtobuslar maqsadiga ko'ra bir necha turlarga bo'linadi). Bu mikroprotsessor tizimining umumiy g'oyasi.
Turli seriyali mikrokontrollerlarning fizik tuzilishi mutlaqo boshqacha bo'lishi mumkin, ammo ularning umumiy bazasi o'xshash bo'ladi va u quyidagi bloklardan iborat bo'ladi: RAM, ROM, ALU, taymerlar, kiritish-chiqarish portlari, registrlar, hisoblagichlar.
ROM
|
Faqat o'qish uchun xotira yoki faqat o'qish uchun xotira. ROMda yozilgan hamma narsa quvvat o'chirilgandan keyin ham uning ichida qoladi.
|
Ram
|
Operativ xotira MK ning ishchi xotirasi hisoblanadi. U dastur kodini bajarishning barcha oraliq natijalarini yoki tashqi sensorlardan olingan ma'lumotlarni saqlaydi.
|
ALU
|
Miya MK. Aynan u dasturni bajarish jarayonida ayiradi, qo'shadi, ko'paytiradi va ba'zan bo'linadi, birlar va nollarni taqqoslaydi.
|
|
|
| |