Jak wyjaśnić jednostkę logiczną arytmetyczną?

Jednostka arytmetyczno-logiczna to obwód cyfrowy, który wykonuje operacje logiczne arytmetyczne i logiczne. Jest to jeden z podstawowych elementów nowoczesnej jednostki centralnej.

Operacje arytmetyczne, które mogą wykonywać jednostki ALU to dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie. Operacje logiczne obejmują odwrócenie pojedynczych wartości i porównanie dwóch lub więcej wartości w operacjach NOT, AND i OR.

Jednostka sterująca pobiera dane i żądany rodzaj operacji z pamięci głównej przed przekazaniem tej informacji do jednostki ALU w celu przeprowadzenia leczenia. Większość jednostek ALU może traktować tylko dwie wartości w jednej operacji. Operacje obejmujące więcej niż dwie wartości, takie jak dodawanie, a następnie mnożenie, są zwykle rozbijane i wykonywane w kolejnych krokach. ALU są ostatnim komponentem do wykonywania operacji na danych w procesorze; po wyjściu z jednostki ALU dane są przekazywane z powrotem do pamięci. ALU może również przekazywać informacje o kolejności szeregowej bieżącej i kolejnej operacji.

Wyspecjalizowane typy jednostek ALU są używane w jednostkach zmiennoprzecinkowych i jednostkach przetwarzania grafiki. Większość nowoczesnych procesorów zawiera kilka jednostek ALU, umożliwiając jednoczesne wykonywanie wielu operacji arytmetycznych i logicznych. ALU po raz pierwszy została skonceptualizowana przez matematyka Johna von Neumanna w 1945 roku w ramach jego pracy nad EDVAC, wczesnym komputerem.