Qu'est-ce qu'une unité arithmétique?
L'unité arithmétique, également appelée unité logique arithmétique (ALU), est un composant de l'unité centrale de traitement (CPU). Il est souvent appelé le "moteur" de la CPU car il permet à l'ordinateur d'effectuer des calculs mathématiques, tels que l'addition, la soustraction et la multiplication. L'unité ALU effectue également des opérations logiques, telles que «ET», «OU» et «NON». L'unité arithmétique fonctionne avec le tableau de registres, qui contient des données, lors du traitement de ces opérations. L'unité arithmétique est composée de nombreux éléments interconnectés conçus pour effectuer des tâches spécifiques.
Certaines unités centrales de traitement sont composées de deux composants, une unité arithmétique et une unité logique. D'autres processeurs peuvent avoir une unité arithmétique pour calculer les opérations en virgule fixe et une autre AU pour calculer des calculs en virgule flottante. Certains PC ont une puce distincte appelée coprocesseur numérique. Ce coprocesseur contient une unité à virgule flottante pour le traitement des opérandes en virgule flottante. Le coprocesseur augmente la vitesse de fonctionnement de l'ordinateur en raison de la capacité du coprocesseur à effectuer des calculs plus rapidement et plus efficacement.
Les opérations sont traitées lorsque des données sont chargées dans l'unité arithmétique et logique à partir de l'un des registres d'entrée ou de processeur de la CPU. Le registre fait partie de l'ensemble de la mémoire de l'ordinateur qui stocke des données. Les données contenues dans ces registres peuvent être récupérées beaucoup plus rapidement que d’autres emplacements de stockage. L'unité de contrôle fait partie du fonctionnement interne de la CPU et transmet des instructions à l'unité de contrôle arithmétique. Les instructions sont généralement composées de plusieurs parties. Généralement, il existe un code d'opération, au moins un opérande et, dans certains cas, un code de format.
Le code d'opération, ou opcode, indique à l'unité de logique arithmétique sur quelle opération exécuter. Les opérandes indiquent à l'ALU où se trouvent les données et l'adresse à laquelle les informations peuvent être extraites. Il contient également les différentes fonctions à utiliser dans les calculs, telles que la soustraction ou la comparaison logique. Le code de format est généralement utilisé avec le code d'opération et peut informer le mot d'instruction machine ALU à virgule flottante ou à virgule fixe.
Les tâches typiques effectuées par une unité arithmétique et logique comprennent les tests d'addition et de soustraction, de multiplication et de division et logiques. L'ALU effectue également des comparaisons et des opérations de décalage de bits. Le transfert de bits est le processus impliqué dans le déplacement des plus petites quantités d'informations (bits) gérées par l'ordinateur. Les bits sont regroupés pour former des mots de 32 à 64 bits.
Les unités arithmétiques peuvent être conçues pour effectuer pratiquement tous les calculs. Des ALU plus coûteuses sont nécessaires pour des opérations plus complexes. Ces unités arithmétiques sont généralement plus grandes et nécessitent plus d’espace et de puissance. Les unités arithmétiques plus petites peuvent effectuer le calcul, mais l'exécution prend plus de temps en raison des multiples étapes du traitement de la formule.