| ภาษา : |
|
| ชุมชนวิกิพีเดีย |คำตอบสารานุกรม |ส่งคำถาม |ความรู้คำศัพท์ |อัปโหลดความรู้ |
หน่วยตรรกะคณิตศาสตร์ |
 |
|
แนะนำสั้น ๆ หน่วยตรรกะคณิตศาสตร์เป็นหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) หน่วยปฏิบัติทั้งหมดขององค์ประกอบหลักของหน่วยประมวลผลกลางหน่วยตรรกะคณิตศาสตร์ "และประตู" (และประตู) และ "หรือประตู" (หรือประตู) ประกอบด้วย หน้าที่หลักคือการดำเนินงานของทั้งสองหยวนคณิตศาสตร์เช่นการเพิ่มและการลบ (ไม่รวมส่วนจำนวนเต็ม) โดยทั่วไปสิ่งที่สถาปัตยกรรมซีพียูที่ทันสมัยในรูปแบบของรหัสไบนารีที่จะเป็นตัวแทนที่สมบูรณ์ที่กำลังพัฒนา หน่วยตรรกะเลขคณิต (หน่วยตรรกะคณิตศาสตร์ย่อ ALU) เป็นเลขจำนวนเต็มโครงสร้าง วงจรขั้นตอนจะดำเนินการในชิปคอมพิวเตอร์ ในเครื่องคอมพิวเตอร์ของหน่วยตรรกะเลขคณิต (ALU) ถูกออกแบบมาเพื่อดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะการดำเนินงานของวงจรดิจิตอล ALU เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของหน่วยประมวลผลกลางของคอมพิวเตอร์แม้แต่ที่เล็กที่สุด ALU ยังมีไมโครโปรเซสเซอร์สำหรับการนับ ใน CPU และ GPU ประมวลผลที่ทันสมัยแล้วมีที่มีประสิทธิภาพและมีความซับซ้อนคุณสมบัติ ALU; ส่วนหนึ่งก็อาจจะมี ALU รายงานนักคณิตศาสตร์ von Neumann ในปี 1945, การแนะนำของรากฐานใหม่ที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ EDVAC ประกอบด้วยแนวคิดของ ALU การพัฒนาในช่วงต้น ในปี 1946, การทำงานร่วมกัน von Neumann กับเพื่อนร่วมงานที่จะเรียนรู้จากสถาบันการศึกษาขั้นสูงในพรินซ์ตัน (IAS) คอมพิวเตอร์ออกแบบ แล้วคอมพิวเตอร์ IAS กลายเป็นต้นแบบของเครื่องคอมพิวเตอร์ ในกระดาษ von Neumann กล่าวว่าเขาเชื่อว่าชิ้นส่วนคอมพิวเตอร์ที่จำเป็นซึ่งรวมถึง ALU von Neumann เขียน ALU เป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของคอมพิวเตอร์เนื่องจากคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการพิจารณาจะต้องเสร็จสิ้นการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ขั้นพื้นฐานรวมถึงการเพิ่มและการลบคูณและการหาร ดังนั้นเขาจึงเชื่อว่า "(คอมพิวเตอร์) ควรมีส่วนประกอบพิเศษเพื่อให้การดำเนินงานดังกล่าว." ระบบดิจิตอล ALU จะต้องดำเนินการโดยใช้รูปแบบดิจิทัลเช่นเดียวกับส่วนที่เหลือของวงจรดิจิตอล ในการประมวลผลที่ทันสมัยค่ามักจะใช้เป็นตัวแทนของสองของสมบูรณ์ ต้นคอมพิวเตอร์ได้ใช้ความหลากหลายของระบบดิจิตอลรวมถึงรหัสต่อต้านสัญลักษณ์รหัสตัวเลขหรือแม้กระทั่งรหัสทศนิยมแต่ละคนกับสิบหลอด แต่ละระบบดิจิตอลเหล่านี้ในช่วงที่สอดคล้องกัน ALU มีการออกแบบที่แตกต่างกันและยังมีผลต่อการตั้งค่าปัจจุบัน twos สมบูรณ์เป็น twos เสริมเพื่อง่ายนอกจากนี้ ALU และการลบ ง่าย ALU สามารถดำเนินการสองการดำเนินงานกับการไม่แคนาดา การวิเคราะห์ความเป็นไปได้ ส่วนใหญ่ของคำแนะนำคอมพิวเตอร์จะดำเนินการโดย ALU เอาข้อมูลออกจาก ALU ลงทะเบียน หลังจากการประมวลผลข้อมูลที่เป็นผลการดำเนินงาน ALU ออกลงทะเบียน ส่วนประกอบอื่น ๆ ที่รับผิดชอบในการส่งข้อมูลระหว่างการลงทะเบียนและหน่วยความจำ หน่วยควบคุมควบคุม ALU, ALU โดยวงจรควบคุมที่จะบอกว่าจะทำอย่างไร คณิตศาสตร์ง่ายๆ ส่วนใหญ่ ALU สามารถดำเนินการดังต่อไปนี้: คณิตศาสตร์จำนวนเต็ม (บวกลบคูณและการหารบางครั้งรวมถึง แต่ค่าใช้จ่ายสูงกว่า) บิตการดำเนินการตรรกะ (AND, OR, NOT, XOR) การดำเนินการเปลี่ยนแปลง (หนึ่งคำ การเปลี่ยนแปลงทางด้านซ้ายหรือขวาหรือลอยบิตโดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยไม่ต้องขยายสัญญาณ) อาจได้รับการพิจารณาที่จะเปลี่ยนโดย 2 หรือหารด้วย 2 การดำเนินการที่ซับซ้อน วิศวกรออกแบบสามารถดำเนินการดำเนินการใด ๆ ALU ไม่คำนึงถึงวิธีการดำเนินการที่ซับซ้อน; ปัญหาคือการดำเนินการที่ซับซ้อนมากขึ้น ALU ต้นทุนที่สูงกว่ามากขึ้นพื้นที่ที่ถูกครอบครองในการประมวลผลที่มีพลังงานมากขึ้นบริโภค ดังนั้นวิศวกรมักจะคำนวณการแก้ปัญหาการประนีประนอมในการประมวลผล (หรือวงจรอื่น ๆ ) อย่างใดอย่างหนึ่งที่สามารถทำให้คอมพิวเตอร์ความเร็ว ALU ออกแบบ ALU แต่ในขณะเดียวกันการหลีกเลี่ยงความซับซ้อนเกินไปและมีราคาแพง คิดว่าคุณจำเป็นต้องคำนวณรากที่สองของจำนวนวิศวกรดิจิตอลจะประเมินตัวเลือกต่อไปเพื่อให้การดำเนินการนี้: การออกแบบที่ซับซ้อนมาก ALU ก็สามารถขั้นตอนในการดำเนินการรากที่สองของจำนวนใด ๆ นี้เรียกว่านาฬิกาเดียวคำนวณชีพจร การออกแบบที่ซับซ้อนมาก ALU ก็สามารถใช้เวลาหลายขั้นตอนเพื่อให้รากที่สองของจำนวน แต่มีเคล็ดลับผลกลางหลังจากวงจรชุดเช่นเดียวกับสายการผลิตโรงงาน มันยังทำให้ ALU สามารถจะแล้วเสร็จก่อนที่จะเป็นครั้งแรกก่อนที่จะยอมรับ op หมายเลขใหม่ นี้จะช่วยให้ ALU ที่ความเร็วเท่ากันและสามารถเป็นพัลส์นาฬิกาเดียวสร้างตัวเลขถึงแม้ว่าผลจากการส่งออก ALU มีความล่าช้าเริ่มต้น นี้เรียกว่าสายการคำนวณ การออกแบบที่ซับซ้อน ALU ก็สามารถคำนวณได้ในหลายขั้นตอนในการคำนวณรากที่สองของจำนวน นี้เรียกว่าคอมพิวเตอร์แบบโต้ตอบมักจะพึ่งพาหน่วยควบคุมที่ซับซ้อนที่มีเฟิร์มแวฝังตัว ออกแบบ ALU ง่ายในการประมวลผลให้เอาหน่วยประมวลผลที่มีราคาแพงโดยเฉพาะสำหรับการดำเนินงานนี้และจากนั้นเลือกหนึ่งในสามตัวเลือกเหล่านี้ นี้เรียกว่าการประมวลผลร่วม บอกโปรแกรมเมอร์ไม่ประมวลผลร่วมและการจำลองอุปกรณ์เพื่อให้พวกเขามีขั้นตอนวิธีการในการเขียนซอฟต์แวร์ของตัวเองในการคำนวณรากที่สอง นี้จะกระทำโดยห้องสมุดซอฟต์แวร์ ในการจำลองร่วมประมวลผลที่เป็นตราบเท่าที่คุณต้องการที่จะดำเนินการโปรแกรมการคำนวณรากที่สองให้ตรวจสอบการประมวลผลอยู่ในขณะนี้ไม่ได้มีตัวประมวลผลร่วม ถ้ามีการใช้งานของการคำนวณที่หากไม่ได้ดำเนินการตามปกติขัดจังหวะและเรียกระบบปฏิบัติการผ่านทางขั้นตอนวิธีการซอฟต์แวร์ในการดำเนินการคำนวณรากตาราง นี้เรียกว่าการแข่งขันซอฟต์แวร์ ตัวเลือกดังกล่าวข้างต้นโดยการจัดเร็วที่สุดและมีราคาแพงมากที่สุดในการที่ช้าที่สุดและประหยัดที่สุด ดังนั้นแม้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ง่ายที่สุดสามารถคำนวณสูตรที่ซับซ้อนมากที่สุด แต่คอมพิวเตอร์ที่ง่ายที่สุดมักจะใช้เวลามากเวลาผ่านหลายขั้นตอนในการดำเนินการ โปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพเช่น Intel Core Duo และชุด AMD64 ของเลขคณิตง่ายโดยใช้ตัวเลือกที่ 1 โดยรวมสำหรับการคำนวณที่ซับซ้อนที่พบมากที่สุดโดยใช้ตัวเลือกที่ 2 สำหรับการคำนวณที่ซับซ้อนมากโดยใช้ตัวเลือก 3 มันเป็นในการประมวลผลที่มีความสามารถในการสร้างที่ซับซ้อนมาก ALU เป็นสิ่งที่จำเป็น เข้าและส่งออก ALU ดำเนินการป้อนข้อมูล (เรียกว่าตัวถูกดำเนินการ) และรหัสคำสั่งจากหน่วยควบคุมเพื่อระบุชนิดของการดำเนินงานที่คุณต้องการดำเนินการ เอาท์พุทเป็นผลมาจากการดำเนินการ ALU ยังได้รับการออกแบบจำนวนมากหรือให้ข้อมูลหรือรหัสสภาพออกไป (หรือ) จากการลงทะเบียนสถานะ รหัสเหล่านี้จะถูกนำมาใช้เพื่อระบุจำนวนของสถานการณ์เช่นกระเป๋าถือหรือยืมล้นหารด้วยศูนย์และอื่น ALU และ FPU หน่วยทศนิยมนอกจากนี้ยังดำเนินการทางคณิตศาสตร์ที่สองค่า แต่การดำเนินการนี้ได้รับการลอยแทนจุดที่ซับซ้อนหลายวิธีที่สมบูรณ์กว่าที่ใช้กันทั่วไปใน ALU กล่าวว่า เพื่อให้สมบูรณ์เช่นการคำนวณ FPU ที่ฝังอยู่ในวงจรที่ซับซ้อนหลายรวมทั้งบางส่วนภายใน ALU วิศวกรทั่วไปถือว่าจำนวนเต็ม ALU มีการประมวลผล (เช่นการเติมเต็มและรหัส BCD) วงจรทางคณิตศาสตร์ในขณะที่รูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น (เช่นชนิดทศนิยมประเภทที่ซับซ้อน) วงจรที่มีการคำนวณที่จะมีการแข่งขันที่ดีกว่าสำหรับชื่อเรื่อง หน่วยตรรกะคณิตศาสตร์ คำแนะนำสำหรับการใช้คอมพิวเตอร์ในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์และตรรกะความเข้มข้น ALU; โปรเซสเซอร์บาง ALU ตัดออกเป็นสองส่วนนั่นคือหน่วยเลขคณิต (AU) และหน่วยตรรกะ (LU) หน่วยประมวลผลบางชนิดมีมากกว่าหนึ่ง AU เช่นการดำเนินการแก้ไขจุดสำหรับการดำเนินงานของทศนิยมอื่น ๆ (การใช้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลชี้ลอยบางครั้งเรียกว่าทำโดยหน่วยประมวลผลร่วมจุดลอยตัวเลข) โดยทั่วไป ALU มีตัวควบคุมการประมวลผลโดยตรงอ่านหน่วยความจำและนำเข้าและอุปกรณ์ส่งออกเป็นสิทธิ์อ่านออก input และ output จะดำเนินการผ่านทางรถบัส ป้อนคำสั่งมีคำสอนคำบางครั้งเรียกว่าคำแนะนำเครื่องรวมทั้ง opcodes, ตัวถูกดำเนินการเพียงครั้งเดียวหรือหลายและบางครั้งมีโค้ดรูปแบบ; ความลับ ALU รหัสคำแนะนำการดำเนินการว่าจะทำอย่างไรในการดำเนินการนี้จะต้องดำเนินการ จำนวนของตัวถูกดำเนินการ ตัวอย่างเช่นสองตัวถูกดำเนินการสามารถนำมาเปรียบเทียบการดำเนินงานนอกจากนี้อาจจะมีการดำเนินการ รหัสรูปแบบที่สามารถใช้ร่วมกับ opcode, บอกว่ามันเป็นจุดการเรียนการสอนคงที่หรือลอยน้ำออกรวมถึงผลที่เก็บไว้ในการลงทะเบียนการจัดเก็บและว่าการดำเนินการประสบความสำเร็จในการตั้งค่าการแสดงผล ถ้าการดำเนินการล้มเหลวแล้วจะมีในคำที่สอดคล้องสถานะเครื่องแสดงสถานะ โดยปกติแล้วตัวถูกดำเนินการใส่ตัวถูกดำเนินการและผลสะสมของการแปลงสถานที่และการจัดเก็บอยู่ใน ALU ในหน่วยเลขคณิตการดำเนินการคูณจะได้รับโดยชุดของการบวกและลบ มีหลายวิธีที่จะเป็นตัวแทนของตัวเลขที่ติดลบในรหัสพื้นเมือง ในหน่วยตรรกะที่ดำเนินการตรรกะ 16 พฤษภาคมจะเป็นหนึ่งในช่วงเวลาในการดำเนิน การออกแบบหน่วยประมวลผล ALU เป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญของการออกแบบ ยังคงที่จะศึกษาวิธีการปรับปรุงการเรียนการสอนการประมวลผลความเร็ว |
| ผู้ใช้งาน ทบทวน |
|
ยังไม่มีความเห็น |
