Kaj je aritmetična enota?

Aritmetična enota, imenovana tudi aritmetična logična enota (ALU), je sestavni del centralne procesne enote (CPU). Pogosto ga imenujejo “motor” CPE, ker računalniku omogoča izvajanje matematičnih izračunov, kot so seštevanje, odštevanje in množenje. ALU izvaja tudi logične operacije, kot so »IN«, »ALI« in »NE«. Aritmetična enota pri obdelavi katere koli od teh operacij deluje skupaj z matriko registrov, ki hrani podatke. Aritmetična enota je sestavljena iz številnih medsebojno povezanih elementov, ki so zasnovani za izvajanje določenih nalog.

Nekatere centralne procesne enote so sestavljene iz dveh komponent, aritmetične in logične enote. Drugi procesorji imajo lahko aritmetično enoto za izračun operacij s fiksno vejico in drugo AU za izračun izračunov s plavajočo vejico. Nekateri osebni računalniki imajo ločen čip, znan kot numerični koprocesor. Ta koprocesor vsebuje enoto s plavajočo vejico za obdelavo operandov s plavajočo vejico. Koprocesor poveča hitrost delovanja računalnika zaradi sposobnosti koprocesorja, da hitreje in učinkoviteje izvaja računanje.

Operacije se obdelajo, ko se podatki naložijo v aritmetično logično enoto iz enega od vhodnih ali procesorskih registrov CPE. Register je del celotnega pomnilniškega aparata računalnika, ki shranjuje podatke. Podatke v teh registrih je mogoče pridobiti veliko hitreje kot iz drugih shranjevalnih lokacij. Krmilna enota je del notranjega delovanja CPU-ja in posreduje navodila aritmetični krmilni enoti. Navodila so običajno sestavljena iz več delov. Na splošno obstaja koda operacije, vsaj en operand in v nekaterih primerih koda formata.

Operacijska koda ali opcode pove aritmetično logični enoti, katero operacijo naj izvede. Operandi pove ALU, kje se nahajajo podatki in naslov, kjer je mogoče pridobiti informacije. Ima tudi različne funkcije, ki jih je treba uporabiti pri izračunih, kot je odštevanje ali logična primerjava. Koda formata se običajno uporablja z operacijsko kodo in lahko sporoča strojno ukazno besedo ALU s plavajočo ali fiksno vejico.

Tipične naloge, ki jih izvaja aritmetično logična enota, vključujejo seštevanje in odštevanje, množenje in deljenje ter logične preizkuse. ALU izvaja tudi primerjave in operacije premikanja bitov. Premik bitov je proces, ki je vključen v premikanje najmanjših količin informacij (bitov), ​​ki jih obdeluje računalnik. Biti so združeni v skupine, da tvorijo besede od 32 do 64-bitne velikosti.

Aritmetične enote je mogoče oblikovati tako, da izvajajo skoraj vse izračune. Za bolj zapletene operacije so potrebni dražji ALU. Te aritmetične enote so običajno večje in zahtevajo več prostora in moči. Manjše aritmetične enote lahko izvedejo izračun, vendar bo trajalo dlje časa za dokončanje izvedbe zaradi več korakov, vključenih v obdelavo formule.