Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения всех арифметических и логических операций над информацией. Его функциональная схема представлена на рис. 3.3.
Рис. 3.3. Функциональная схема арифметико-логического устройства
Основными элементами арифметико-логического устройства являются:
■ регистры – быстродействующие ячейки памяти, разрядности которых совпадают с разрядностью кодовой шины данных;
■ сумматор – вычислительная схема, выполняющая арифметическую или логическую операцию над операндами, поступающими на ее входы;
■ схемы управления – устройства, принимающие по кодовой шине инструкций управляющие сигналы от устройства управления и преобразующие их в сигналы для управления работой регистров и сумматора; в частности, преобразованные сигналы содержат информацию о типе выполняемой операции.
Арифметико-логическое устройство функционирует следующим образом:
1) в регистр 1 и в регистр 2 по кодовой шине данных передаются 1-й и 2-й операнды соответственно;
2) в схемы управления по кодовой шине инструкций передаются управляющие сигналы, которые преобразуются в сигналы для управления работой регистров и сумматора;
3) преобразованные сигналы передаются в регистры и сумматор арифметико-логического устройства;
4) оба операнда передаются в сумматор, где над ними выполняется требуемая операция;
5) результат выполнения операции возвращается в регистр 1;
6) результат выполнения операции передается по кодовой шине данных в оперативную память.
Арифметико-логическое устройство выполняет операции, которые можно разделить на следующие группы:
■ арифметические (сложение, вычитание, умножение, деление);
■ логические (отрицание, конъюнкция, дизъюнкция, исключающее ИЛИ);
■ индексные (используются при модификации адресов памяти);
■ специальные (нормализация, арифметический и логический сдвиги).
Все операции в арифметико-логическом устройстве реализуются с помощью функций алгебры логики.
