Hvad er en aritmetisk enhed?
Den aritmetiske enhed, også kaldet den aritmetiske logiske enhed (ALU), er en komponent i den centrale behandlingsenhed (CPU). Det omtales ofte som “motor” på CPU'en, fordi det giver computeren mulighed for at udføre matematiske beregninger, såsom tilføjelse, subtraktion og multiplikation. ALU udfører også logiske operationer, ligesom “OG”, “ELLER” og “IKKE.” Den aritmetiske enhed fungerer sammen med registeropstillingen, der indeholder data, når man behandler nogen af disse operationer. Den aritmetiske enhed består af mange sammenkoblede elementer, der er designet til at udføre specifikke opgaver.
Nogle centrale behandlingsenheder består af to komponenter, en aritmetisk enhed og en logisk enhed. Andre processorer kan have en aritmetisk enhed til beregning af faste punktoperationer og en anden AU til beregning af flydepunktsberegninger. Nogle pc'er har en separat chip kaldet den numeriske coprocessor. Denne coprocessor indeholder en flydepunktenhed til behandling af flydende punktoperander. Coprocessoren øger computerens driftshastighed på grund af coprocessorens evne til at udføre beregning hurtigere og mere effektivt.
Handlinger behandles, når data indlæses i den aritmetiske logiske enhed fra en af CPU's input- eller processorregistre. Registeret er en del af computerens samlede hukommelsesapparat, der lagrer data. Data indeholdt i disse registre kan hentes meget hurtigere end fra andre lagerpladser. Kontrolenheden er en del af CPU'ets interne funktion og overfører instruktioner til den aritmetiske kontrolenhed. Instruktionerne består typisk af flere dele. Generelt er der en operationskode, mindst en operand, og i nogle tilfælde en formatkode.
Funktionskoden eller opkoden instruerer den aritmetiske logiske enhed, hvorpå operationen skal udføres. Operanderne fortæller ALU, hvor dataene er placeret, og adressen, hvor informationen kan hentes. Det har også de forskellige funktioner, der skal bruges i beregningerne, såsom subtraktion eller en logisk sammenligning. Formatkoden bruges typisk sammen med betjeningskoden og kan informere ALU flydende eller fast punkt maskininstruktionsord.
Typiske opgaver udført af aritmetisk logik-enhed inkluderer tilføjelse og subtraktion, multiplikation og opdeling og logiske prøver. ALU udfører også sammenligninger og bitskiftningsoperationer. Bitskift er den proces, der er involveret i at flytte de mindste mængder information (bit), der håndteres af computeren. Bits grupperes sammen for at danne ord fra 32 til 64-bit i størrelse.
Aritmetiske enheder kan designes til at udføre praktisk talt enhver beregning. Dyrere ALU'er er nødvendige for mere komplekse operationer. Disse aritmetiske enheder er normalt større og kræver mere plads og energi. Mindre aritmetiske enheder kan udføre beregningen, men det vil tage længere tid at gennemføre udførelsen på grund af de flere trin, der er involveret i behandlingen af formlen.