تحقیق درباره مدارهای ALU

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 16

مدارهای ALU

استاد:

واحد محاسباتی، منطقی و شیفت (ALU)

در کامپیوتر، به جای اجرای ریز عملیات بر روی هر ثبات، معمولاً یک سری ثبات به یک واحد مشترک محاسباتی، منطقی و شیفت ALU متصل می‌گردند. برای اجرای یک ریز عملیات، محتوای ثبات بخصوصی در ورودی ALU مشترک قرار می‌گیرد. واحد ALU عملیات مربوط را انجام می‌دهد، و نتیجه به ثبات موردنظر منتقل ی‌شود. چون ALU یک مدار ترکیبی است، بنابراین، انتقال اطلاعات از ثبات منبع، به ALU و وارد کردن نتیجه به ثبات مقصد، در یک پریود پالس ساعت انجام می‌شود.

مدار محاسباتی

ریز عملیات ریاضی جدول (4-3) را می توان در یک مدار محاسباتی انجام داد. مبنای اولیه این مدار محاسباتی جمع کننده است که با کنترل اطلاعات ورودی به این جمع کننده، می‎توان عملیات مختلف ریاضی را انجام داد.

مدار شکل 2 یک مدار محاسباتی چهار بیتی را نشان می‎دهد. این مدار دارای 4 جمع کننده کامل FA و چهار مالتیپلکسر برای انتخاب عملیات مختلف می‎باشد. مدار مذکور دارای چهار بیت ورودی A است که مستقیماً به ورودی های X جمع کننده ها وارد می‎شود و چهار بیت عدد B ، و مکمل آنها نیز به ورودی های 0 و 1 مالتیپلکسرها متصل شده است. در ورودی دیگر

کاربرد ALU سخت افزار

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 8

کاربرد ALU

معماری von Neumann برای یک رایانه چهار بخش اصلی قائل می شود:

واحد محاسبه و منطق (ALU)، واحد کنترل، حافظه کامپیوتر و وسایل ورودی خروجی (که با هم I/O نامیده می شوند). این بخش ها توسط یک مشت سیم ("یک گذرگاه") به هم متصل و توسط یک تایمر (یا ساعت) هدایت می شود (هرچند رویدادهای دیگر هم می توانند مدار کنترلی را هدایت کنند).

واحد محاسبه و منطق یا ALU دستگاهی است که عملیات های ابتدایی مانند عملیات های ریاضی (جمع، تفریق و غیره) منطقی(و، یا، نه) و مقایسه ای (مثل بررسی تساوی محتویات دو بایت از حافظه) را انجام می دهد. "کار واقعی" در این واحد انجام می شود.

واحد کنترل محل آدرس بایتی از حافظه که رایانه در حال اجرای دستورات آن است را نگهداری، کاری که ALU باید انجام دهد را به آن گفته، اطلاعات مورد نیاز را (از حافظه) به آن می رساند و نتایج را به محل مناسب در حافظه برمی گرداند. بعد از هر بار انجام این عمل، واحد کنترل به سراغ دستور بعدی (که در شکاف آدرس حافظه بعدی قرار دارد) می رود( جز این که دستور یک دستور جهش باشد که رایانه را از محل دستور بعدی آگاه می کند). این یکی از بخش های مهم رایانه است که در SDRAM، DDR RAM و RDRAM یافت می شود.

در کامپیوترهای امروزی ALU و واحد کنترل را در یک مدار مجتمع به نام واحد پردازش مرکزی یا CPU قرار داده اند. حافظه رایانه روی چند مدار مجتمع در نزدیکی CPU قرار دارد. جرم و حجم زیاد رایانه را دستگاه های جانبی و فرعی (مثل، منبع نیروی الکتریکی) و یا دستگاه های I/O تشکیل می دهد.

بعضی از کامپیوترهای بزرگ تر از یک جهت با مدل بالا متفاوت است – این کامپیوترها چند CPU و واحد کنترل دارند که همزمان کار می کنند. تعداد محدودی کامپیوتر، که به طور عمده برای اهداف پژوهشی و محاسبات علمی به کار برده می شوند، خیلی با مدل بالا تفاوت پیدا کرده اند، اما این کامپیوترها چون مدل برنامه ریزشان هنوز استاندارد نشده کاربرد اقتصادی کمی داشته اند.

در اصل کار یک رایانه خیلی سر راست است. با هر چرخش ساعت، رایانه دستورات وداده هایی را از حافظه می گیرد. دستورات اجرا، نتیجه ذخیره و دستور بعدی گرفته می شود. این روند تا رسیدن به دستور "توقف" تکرار می شود.

جدول زیر می‌تواند به شما کمک کند تا با سیر تکامل پردازشگر‌ها بیشتر آشنا شوید. توجه داشته باشید که شرکت اینتل اولین تولید کننده پردازشگر است به همین دلیل نیز به پردازشگر‌های ساخت آن اشاره می‌کنیم.

MIPS

DataWidth  (bit(

 )MHz(ClockSpeed

میکرون

تعداد ترانزیستور

تاریخ تولید

نام

0.64

8

2

6

6000  

1974

8080

0.33

16

5

3

29000

1979

8088

1

16

6

1.5

134000

1982

80286

5

32

16

1.5

275000

1985

80386

20

32

25

1

1200000

1989

80486

100

32

60

0.8

3100000

1993

PentiumI

~300

32

233

0.35

7500000

1997

PentiumII  

~510

32

450

0.25

9500000

1999

PentiumIII  

~1700

32

1500

0.18

42000000

2000

Pentium4

~7000

32

3600

0.09

12500000