1.6 Арифметическое устройство
Арифметическая часть ЦП выполняет многие арифметические и логические функции.
Все современные ЭВМ имеют двоичные сумматоры, принимающие два двоичных входных сигнала и получающие двоичную сумму и признак переноса в старшем значащем разряде суммы.
В микроэлектронной технике применяются однокристальные арифметически-логические устройства (АЛУ). Эти устройства состоят из двоичного сумматора и вспомогательных логических схем.
Типовая структура АЛУ показано на рис.1.4.
Оно имеет два входа данных, функциональные входы, вход признака переноса для выполнения операций умножения и деления, входы данных и состояний, которые представляют собой различные признаки, описанные в предыдущем параграфе.
Функциональные входы определяют, какую операцию решает АЛУ.
Типичные операции: сложение, логическое И, логическое ИЛИ, логическое ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, логическое НЕ, инкрементирование (увеличение на 1), декрементирование (уменьшение на 1), сдвиг влево (сложение входного сигнала с самим собой), обнуление (результат равен 0).
Большинство ЭВМ оперирует с дополнительным кодом, тогда вычитание может быть выполнено путем подачи на один из входов сумматора числа в дополнительном коде.
Умножение и деление может быть выполнено с помощью повторяющихся операций сложения и вычитания соответственно. Дополнительные схемы могут сформировать другие признаки результата.
При помощи специальных дополнительных схем могут также решаться другие арифметические задачи, такие как умножение и деление, нахождение синуса и косинуса, определение логарифмов и экспонент. Эти специальные схемы способны обеспечить высокое быстродействие.
Сопроцессор – вспомогательный процессор, предназначенный для выполнения математических и логических действий. Использование сопроцессора позволяет ускорить процесс обработки информации компьютером
Арифметические блоки (арифметические процессоры), могут непосредственно решать специализированные задачи.