VALU

VALU(Vector Arithmetic Logic Unit),向量算術邏輯單元)在處理器中用於向量運算的部分。

主要功能及操作

(Arithmetic-Logic Unit, ALU)是 中央處理器(CPU)的執行單元,是所有中央處理器的核心組成部分,由"And Gate"(與門) 和"Or Gate"(或門)構成的算術邏輯單元,主要功能是進行二位元的算術運算,如加減乘(不包括整數除法)。基本上,在所有現代CPU體系結構中,二進制都以補碼的形式來表示。

算術單元 邏輯單元

ALU用以計算機指令集中的執行算術與邏輯操作;
某些處理器中,將ALU切分為兩部分,即算術單元 (AU)與邏輯單元(LU)。某些處理器包含一個以上的AU,如,一個用來進行定點操作,另一個進行浮點操作。(個人計算機中,浮點操作有時由被稱為數字 協處理器的浮點單元完成)。
通常而言,ALU具有對處理器控制器、記憶體及輸入輸出設備的直接讀入讀出許可權。輸入輸出是通過匯流排進行的。輸入指令包含一個指令字,有時被稱為機器指令字,其中包括 操作碼,單個或多個運算元,有時還會有格式碼;操作碼指示ALU機要執行什麼操作,在此操作中要執行多少個運算元。比如,兩個運算元可以進行比較,也可以進行加法操作。 格式碼可與操作碼結合,告知這是一個定點還是浮點指令;輸出包括存放在存儲暫存器中的結果及顯示操作是否成功的設定。如操作失敗,則在機器狀態字中會有相應的狀態顯示 。 
通常,輸入運算元、運算元、累加和以及轉換結果的存儲位置都在ALU中。在算術單元中,乘除操作是通過一系列的加減運算得到的。在機器碼中有多種方式用以表示負數。
在邏輯單元中,每次執行16個可能的邏輯運算中的一個。 
ALU的設計是處理器設計中的關鍵部分。目前仍在不斷研究如何提高指令的處理速度。

算術邏輯部件

arithmetic and logic unit,ALU
suanshu luOJI bujian算術邏輯部件《arithmetic andl嘟c unit,ALU)數字計算機中執行加、減、乘、除等算術運算和執行與、或、非、異或等邏輯運算以及執行比較、移位、傳送等操作的一個功能部件。最簡單的二進制定點ALt〕的原理圖如圖1所示。累加器AC和數據暫存器1〕R中的數據可通過加法器完成加或減操作,加或減後的結果可正送、左斜送(左移)、或右斜送(右移)至AC。在執行乘法時,MQ暫存器中存放乘數,1〕R暫存器中存放被乘數;執行除法時,MQ作為商暫存器,I〕R作為除數暫存器。執行邏輯運算時,若封鎖加法器的進位,即可達到求兩個數的或;若在加法器的輸人或輸出端增設一些門電路,即可實現其它邏輯運算。此外還有控制與計數電路接收各種運算指令,並控制Al刀的運算操作。 隨著算法的改進、積體電路的發展以及並行計算和流水線技術的採用,使Al_U的結構越來越複雜。如將算術運算和邏輯運算分別由兩個獨立的部分來承擔。又如將算術運算部分進一步分為更多的運算電路,如整數運算,浮點加、減運算,浮點乘、除運算等電路,用以處理不同格式的數據或特殊算術運算函式,以有效地提高算術運算部分的速度。 ALtJ的實現及其結構與數據表示及運算方法翰入匯流排加積寄累分數輸出 ┌──┐ │DR、│┌─┐ ┌─┐ └──┘│ │ │丁│ │ │ ├─┼─┬─┐ │ │ │ │[ │ │ │ │ ├─┼─┴─┘ │ │ ┌───┐│ │ │ │ │加法器││ │ │ │ └───┘│ │ ├─┴──────┴─┤ │tl │ └──────────┘ ┌──┐ │界. │ │「爪│ └──┘ 圖1二進制定點ALU的原理圖密切相關。數據表示是指數據長度、數據類型、數據的基值選擇、數據的正負數等的表示。運算方法是指如何在ALU中執行算術運算。它們不僅影響月JU的實現及其硬體設計,而且對運算速度、精度和機器能表示的數據範圍都有直接影響。

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