Capitulo 5 arquitecturadehardware
- 1. UNIDAD 5 TEMA: UNIDAD ARITMETICA LOGICA
- 2. UNIDAD ARITMETICA LOGICA ÍNDICE Diagrama de una computadora Descripción de cada parte del diagrama Unidad Aritmética y Lógica UAL Operaciones simples y complejas Semisumadores y Sumadores completos ALU en base a compuertas
- 3. Diagrama de una computadora Memoria principal Memoria secundaria Memoria interna (registros) Unidad de Periféricos de control Periféricos de entrada salida Unidad aritmética y lógica Unidad Central de procesamiento (CPU)
- 4. DIAGRAMA DE UNA COMPUTADORA
- 5. La CPU es el alma de la computadora: • Unidad de Control: controla todas las otras partes de la computadora. • Unidad Aritmética y lógica: realiza los cálculos matemáticos lógicos • Memoria Interna: almacena temporariamente de los resultados intermedios durante los cálculos. Memoria Principal: es utilizada para almacenar temporariamente el programa que está ejecutando la computadora y los datos que el programa requiere. Memoria secundaria: almacena los programas y los datos por el tiempo requerido por el usuario. Ej.: Disco rígidos, CD etc.
- 6. SIMBOLO ESQUEMATICO PARA LA ALU A Y B son operandos R es la salida F es la unidad de la entrada de control D es un estado de la salida
- 7. UNIDAD ARITMETICA LOGICA ALU En computación, la unidad aritmético lógica, también conocida como ALU (siglas en inglés de arithmetic logic unit), es un circuito digital que calcula operaciones aritméticas (como suma, resta, multiplicación, etc.) y operaciones lógicas (si, y, o, no), entre dos números. Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo de operación aritmética, por lo tanto tendrán en estos una o mas ALUs los más complejos circuitos electrónicos son los que están construidos dentro de los chips de microprocesadores modernos. Por lo tanto, estos procesadores tienen dentro de ellos un ALU muy complejo y potente. De hecho, un microprocesador moderno (y los mainframes) puede tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con múltiples ALU. Figura .- ALU En la figura se muestra una ALU
- 8. UNA ALU PUEDE REALIZAR OPERACIONES SIMPLES Y COMPLEJAS OPERACIONES SIMPLES • La mayoría de las ALU pueden realizar las siguientes operaciones: • Operaciones aritméticas de números enteros (adición, sustracción, y a veces multiplicación y división, aunque ésto es más complejo) • Operaciones lógicas de bits (AND, NOT, OR, XOR, XNOR) • Operaciones de desplazamiento de bits (Desplazan o rotan una palabra en un número específico de bits hacia la izquierda o la derecha, con o sin extensión de signo).
- 9. OPERACIONES COMPLEJAS Un ingeniero puede diseñar una ALU para calcular cualquier operación, sin importar lo compleja que sea; el problema es que cuanto más compleja sea la operación, tanto más costosa será la ALU, más espacio usará en el procesador, y más energía disipará, etc. Imagina que necesitas calcular, digamos, la raíz cuadrada de un número; el ingeniero digital examinará las opciones siguientes para implementar esta operación: Diseñar una ALU muy compleja que calcule la raíz cuadrada de cualquier número en un solo paso. Esto es llamado cálculo en un solo ciclo de reloj. Diseñar una ALU compleja que calcule la raíz cuadrada con varios pasos (como el algoritmo que aprendimos en la escuela). Esto es llamado cálculo interactivo, y generalmente confía en el control de una unidad de control compleja con microcódigo incorporado. Diseñar una ALU simple en el procesador, y vender un procesador separado, especializado y costoso, que el cliente pueda instalar adicional al procesador, y que implementa una de las opciones de arriba. Esto es llamado coprocesador o unidad de coma flotante.
- 14. Circuito capaz de procesar dos palabras de n bits con n circuitos idénticos. •A Y B son los bits •F0 y F1, permiten seleccionar la operación •A and B = 00 •A or B = 01 •A - B = 10 •A + B = 11
- 15. GRACIAS PREPARARSE PARA LA EVALUACIÓN Y REALIZAR TAREA DE FIN DE UNIDAD