Vad är en aritmetisk enhet?

Den aritmetiska enheten, även kallad den aritmetiska logikenheten (ALU), är en komponent i den centrala processorenheten (CPU). Det kallas ofta CPU: ns motor eftersom den gör det möjligt för datorn att utföra matematiska beräkningar, såsom tillägg, subtraktion och multiplikation. ALU utför också logiska operationer, som "OCH", "ELLER" och "INTE." Den aritmetiska enheten fungerar tillsammans med registeruppsättningen, som innehåller data, vid bearbetning av någon av dessa operationer. Den aritmetiska enheten består av många sammankopplade element som är utformade för att utföra specifika uppgifter.

Vissa centrala behandlingsenheter består av två komponenter, en aritmetisk enhet och en logisk enhet. Andra processorer kan ha en aritmetisk enhet för beräkning av fastpunktsoperationer och en annan AU för beräkning av flytpunktsberäkningar. Vissa datorer har ett separat chip som kallas den numeriska coprocessorn. Denna coprocessor innehåller en flytpunktsenhet för bearbetning av flytpunktsoperander. Koprocessorn ökar datorns driftshastighet på grund av koprocessorns förmåga att utföra beräkningar snabbare och mer effektivt.

Operationer behandlas när data laddas in i den aritmetiska logikenheten från en av CPU: s ingångs- eller processorregister. Registeret är en del av datorns övergripande minnesapparat som lagrar data. Uppgifterna i dessa register kan hämtas mycket snabbare än från andra lagringsplatser. Styrenheten är en del av CPU: s interna funktioner och överför instruktioner till den aritmetiska styrenheten. Instruktionerna består vanligtvis av flera delar. I allmänhet finns det en operationskod, åtminstone en operand, och i vissa fall en formatkod.

Funktionskoden, eller opoden, instruerar den aritmetiska logikenheten på vilken operation som ska utföras. Operandarna berättar för ALU var data finns och adressen där informationen kan hämtas. Det har också de olika funktionerna som ska användas i beräkningarna, såsom subtraktion eller en logisk jämförelse. Formatkoden används vanligtvis med operationskoden och kan informera ALU-rörelsepunkts- eller fastpunktsinstruktionsord.

Typiska uppgifter som utförs av aritmetisk logikenhet inkluderar tillägg och subtraktion, multiplikation och delning och logiska test. ALU utför också jämförelser och bitskiftningsoperationer. Bitförskjutning är processen för att flytta de minsta mängder information (bit) som hanteras av datorn. Bitar grupperas tillsammans för att bilda ord från 32 till 64 bitar i storlek.

Aritmetiska enheter kan utformas för att utföra praktiskt taget alla beräkningar. Dyrare ALU: er behövs för mer komplexa operationer. Dessa aritmetiska enheter är vanligtvis större och kräver mer utrymme och kraft. Mindre aritmetiska enheter kan utföra beräkningen, men det tar längre tid att slutföra exekveringen på grund av de flera stegen som är involverade i bearbetningen av formeln.