O que é uma unidade aritmética?

A unidade aritmética, também chamada de unidade lógica aritmética (ALU), é um componente da unidade central de processamento (CPU). É frequentemente referido como o "motor" da CPU porque permite que o computador execute cálculos matemáticos, como adição, subtração e multiplicação. A ALU também realiza operações lógicas, como "e", "ou" e "não". A unidade aritmética funciona junto com a matriz de registro, que mantém dados, ao processar qualquer uma dessas operações. A unidade aritmética é composta por muitos elementos interconectados projetados para executar tarefas específicas.

Algumas unidades de processamento central são compostas por dois componentes, uma unidade aritmética e uma unidade lógica. Outros processadores podem ter uma unidade aritmética para calcular operações de ponto fixo e outra UA para calcular cálculos de ponto flutuante. Alguns PCs têm um chip separado conhecido como coprocessador numérico. Este coprocessador contém uma unidade de ponto flutuante para processar operandos de ponto flutuante. O coprocEssor aumenta a velocidade de operação do computador devido à capacidade do coprocessador de executar o cálculo mais rápido e com mais eficiência.

As operações

são processadas quando os dados são carregados na unidade lógica aritmética de um dos registros de entrada ou processador da CPU. O registro faz parte do aparelho de memória geral do computador que armazena dados. Os dados contidos nesses registros podem ser recuperados muito mais rápidos do que em outros locais de armazenamento. A unidade de controle faz parte do funcionamento interno da CPU e transmite instruções para a unidade de controle aritmético. As instruções geralmente são compostas por várias partes. Geralmente, existe um código de operação, pelo menos um operando e, em alguns casos, um código de formato.

O código de operação, ou Opcode, instrui a unidade lógica aritmética em que operação a executar. Os operands dizem à ALU onde os dados estão localizados e os complementosS onde as informações podem ser recuperadas. Ele também possui as várias funções que devem ser usadas nos cálculos, como subtração ou comparação lógica. O código do formato é normalmente usado com o código de operação e pode informar a palavra de instrução da máquina de ponto flutuante ou de ponto fixo ALU.

Typical tasks performed by arithmetic logic unit include addition and subtraction, multiplication and division, and logical tests. The ALU also performs comparisons and bit shifting operations. Bit shifting is the process involved in moving the smallest amounts of information (bit) handled by the computer. Bits are grouped together to form words from 32 to 64-bit in size.

Arithmetic units can be designed to perform virtually any computation. More expensive ALUs are needed for more complex operations. These arithmetic units are usually larger and require more space and power. Smaller arithmetic units can perform the calculation, but will take a longer time to complete tele executa devido às múltiplas etapas envolvidas no processamento da fórmula.