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    unidad que realiza las operaciones aritméticas y lógicas de la computadora

    Santiago

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    Conceptos básicos sobre tecnologías de la información

    TEMA 1. Conceptos básicos

    1.2 ORDENADOR Y PERIFÉRICOS.

    Un Ordenador procesa o elabora los datos que se le suministran, puede por ejemplo realizar el promedio de unos datos introducidos previamente, realizar una gráfica con esos datos o suministrar un listado ordenado de mayor a menor de dichos datos.

    Para realizar estos procesos, el ordenador debe disponer de recursos para almacenar la información mientras ésta es elaborada, memoria, y asimismo de los dispositivos que permitan tanto su introducción, como ofrecerla, ya elaborada, a los usuarios. Estos últimos dispositivos reciben el nombre de periféricos.

    Esquemáticamente un ordenador se compone de:

    Unidad de Entrada: Permiten la introducción de información en el ordenador, existen dos tipos de dispositivos, aquellos que convierten los datos en un formato capaz de ser interpretado por el ordenador como el teclado y los que permiten su entrada directa como el escáner, lectores de tarjetas o códigos de barras o la pantalla táctil.Unidad de Almacenamiento o Memoria: Dispositivos donde se almacenan los datos y los programas para procesarlos. Existen dos tipos: Memoria Principal, constituida por circuitos integrados y que a su vez se subdivide en RAM y ROM; y la Memoria Secundaria, donde se almacenan otros datos que no tienen cabida en la principal, la constituyen los Discos duros (HD), CD-ROM, disquetes (FD), Unidades de cinta,...Unidad Aritmético/Lógica: Es la parte encargada de procesar los datos, se conoce también como ALU (Arithmetic-Logic Unit). Las operaciones que realiza son de tipo aritmético: suma, resta, multiplicación y división; y de tipo lógico: igual, mayor que o menor que.Unidad de Control: Dirige la ejecución del programa y controla tanto el movimiento entre memoria y ALU, como las señales que circulan entre la CPU y los Periféricos.Unidad de Salida: Presentan al usuario los datos ya elaborados que se encuentran en la memoria del ordenador, los más habituales son la pantalla y la impresora.

    La Unidad de Control con la Unidad Aritmético/Lógica y la Memoria Principal forman la Unidad Central de Procesos (CPU), es decir el Ordenador.

    Las Unidades de Entrada y de Salida son los denominados Periféricos.

    Unidad de Entrada

    CPU

    Unidad de salida Unidad de control

    Unidad Aritmético Lógica

    Memoria

    fuente : www.juntadeandalucia.es

    Unidad Aritmético Lógica

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    Navegación Herramientas wiki Unidad Aritmético Lógica

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    Unidad Aritmético Lógica

    Udidad aritmético Lógica

    Unidad Aritmético Lógica : La Unidad aritmético-lógica (ALU por sus siglas en inglés: Arithmetic Logic Unit) es un contador digital capaz de realizar las operaciones aritméticas y lógicas entre los datos de un circuito; suma, resta, multiplica y divide, así como establece comparaciones lógicas a través de los condicionales lógicos “si”, “no”, y, “o”. Desde los circuitos más simples, como relojes y calculadoras, hasta complejos circuitos, como los microchips actuales, todos incluyen al menos una Unidad aritmético-lógica, que varía su poder y complejidad según su finalidad.

    Las computadoras más modernas, que incluyen procesadores de múltiples núcleos, incorporan a su vez múltiples dispositivos ALU, con una diagramación compleja y potente. Pero yendo a los orígenes, fue el matemático húngaro-estadounidense John von Neumann quien, en el año 1945, a través de un informe fundacional sobre el desarrollo del Computador Automático Variable Discreto Electrónico (EDVAC, por sus siglas en inglés), propuso la idea de la ALU, explicando que es un requisito indispensable para cualquier computadora el poder efectuar operaciones matemáticas básicas. En la actualidad, las operaciones que realiza una ALU entre los distintos datos, que deben ser iguales a los que emplea el circuito digital, es la representación del número binario de complemento a dos. Sin embargo no siempre fue así: en sus comienzos, las distintas computadoras utilizaron una amplia gama de sistemas numéricos, como el Complemento a uno, o el sistema decimal, adecuando el diseño de las ALU a cada sistema. A través del tiempo, el Complemento a dos resultó ser el preferido por la industria, al ser el de mayor simplicidad para la diagramación del circuito de la ALU. Lo que definimos como CPU (Central Process Unit) o Unidad Central de Proceso, está estructurado por tres unidades operativamente diferentes:

    1. La ALU o unidad aritmético lógica.

    2. La UC o unidad de control.

    3. Los registros internos

    Sumario

     [ocultar]

    1 Operaciones en la ALU

    2 Tipos de ALU 3 Partes

    4 Clasificación de los operadores

    4.1 Desplazamientos lógicos

    4.2 Desplazamientos aritméticos

    4.3 Desplazamientos circulares

    4.3.1 Desplazamientos circulares a través del flag de acarreo

    5 Fuente

    Operaciones en la ALU

    Con respecto a cualquier microprocesador, las instrucciones involucran operaciones sobre un operando, o entre dos de ellos, estando uno de los mismos almacenado en el registro acumulador que es el registro de trabajo de cualquier ALU, por lo que en algunos casos suele denominarse registro W. El tipo de operaciones que puede realizar una ALU, pueden resumirse así:

    1. Suma aritmética

    2. Resta aritmética (complemento a 2)

    3. operaciones lógicas

    producto y suma lógica Comparación Complementación enmascaramiento

    4. Desplazamiento o rotación

    5. No operar (transferencia)

    Algunas instrucciones están referidas al contenido del registro acumulador en su totalidad, y otras respecto a algunos bits del mismo, correspondiente a una palabra de datos que se desea modificar.

    Tipos de ALU

    – Coma fija – Coma flotante

    Partes

    – Operadores: aritméticos, lógicos y de desplazamiento

    – Registros para almacenar datos temporales

    – Registro de estado: conjunto de flags que indican situaciones ocurridas al operar

    – Registro contador de programa

    – Registro de direcciones de interrupción

    Clasificación de los operadores

    Ámbito de aplicación: General Especializado

    Realización: Combinaciona Secuencial

    Número de operandos: Monádico Diádico

    Paralelismo: Serie o de dígito Paralelo o de vector

    Operación: De desplazamiento Lógico Aritmético

    Tecnología empleada: MOS Bipolar

    Desplazamientos lógicos

    – Independientemente del sistema de representación de los operandos se introducen ceros por la derecha o por la izquierda según se trate de un desplazamiento a la izquierda o a la derecha, respectivamente.

    – El bit o los bits que salen suelen copiarse en el indicador de acarreo (el último que ha salido es el que queda).

    Desplazamientos lógicos a la izquierda Desplazamientos lógicos a la derecha

    Desplazamientos Lógicos

    Las operaciones lógicas realizan la operación sobre cada uno de los bits del operando o de los operandos

    Desplazamientos Aritméticos

    Desplazamientos Aritméticos

    Desplazamientos aritméticos

    – Equivalen a multiplicaciones y divisiones por dos, según sean hacia la izquierda o a la derecha, respectivamente.

    – El sistema de representación de los operandos debe tenerse en cuenta si los operandos tienen signo.

    fuente : www.ecured.cu

    Unidad aritmética lógica

    Unidad aritmética lógica

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    Este artículo o sección necesita referencias que aparezcan en una publicación acreditada.

    Este aviso fue puesto el 15 de noviembre de 2013.

    Para otros usos de este término, véase Alu (desambiguación).

    Un típico símbolo esquemático para una ALU: A y B son operandos; R es la salida; F es la entrada de la unidad de control; D es un estado de la salida.

    En computación, la unidad aritmética lógica o unidad aritmético-lógica, también conocida como ALU (siglas en inglés de ), es un circuito digital que realiza operaciones aritméticas (suma, resta) y operaciones lógicas (SI, Y, O, NO) entre los valores de los argumentos (uno o dos)

    Por mucho, los circuitos electrónicos más complejos 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.

    Muchos otros circuitos pueden contener en el interior una unidad aritmético lógica: unidades de procesamiento gráfico como las que están en las GPU modernas, FPU como el viejo coprocesador matemático 80387, y procesadores digitales de señales como los que se encuentran en tarjetas de sonido, lectoras de CD y los televisores de alta definición. Todos estos tienen en su interior varias ALU potentes y complejas.

    Índice

    1 Historia: Propuesta de Von Neumann

    2 Sistemas numéricos

    3 Introducción práctica

    3.1 Detalle

    4 Operaciones simples

    5 Operaciones complejas

    6 Entradas y salidas

    7 ALU vs. FPU 8 Véase también 9 Referencias 10 Enlaces externos

    Historia: Propuesta de Von Neumann[editar]

    El matemático John von Neumann propuso el concepto de la ALU en 1945, cuando escribió un informe sobre los fundamentos para un nuevo computador llamado EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) (Computador Automático Variable Discreto Electrónico). Más adelante, en 1946, trabajó con sus colegas diseñando un computador para el Princeton Institute of Advanced Studies (IAS) (Instituto de Princeton de Estudios Avanzados). El IAS machine se convirtió en el prototipo para muchos computadores posteriores. En esta propuesta, von Neumann esbozó lo que él creyó sería necesario en su máquina, incluyendo una ALU.

    Von Neumann explicó que una ALU es un requisito fundamental para una computadora porque necesita efectuar operaciones matemáticas básicas: adición, sustracción, multiplicación, y división.1​ Por lo tanto, creyó que era "razonable que una computadora debería contener los órganos especializados para estas operaciones".1​

    Sistemas numéricos[editar]

    Una ALU debe procesar números usando el mismo formato que el resto del circuito digital. Para los procesadores modernos, este formato casi siempre es la representación del número binario de complemento a dos. Las primeras computadoras usaron una amplia variedad de sistemas de numeración, incluyendo complemento a uno, formato signo-magnitud, e incluso verdaderos sistemas decimales, con diez tubos por dígito.

    Las ALU para cada uno de estos sistemas numéricos mostraban diferentes diseños, y esto influenció la preferencia actual por el complemento a dos, debido a que ésta es la representación más simple, para el circuito electrónico de la ALU, para calcular adiciones, sustracciones, etc.

    Introducción práctica[editar]

    Una ALU simple de 2 bits que hace operaciones de AND, OR, XOR y adición (ver explicación en el texto).

    La ALU se compone básicamente de: Circuito Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumulador y un Registro de Estados, conjunto de registros que hacen posible la realización de cada una de las operaciones.

    La mayoría de las acciones de la computadora son realizadas por la ALU. La ALU toma datos de los registros del procesador. Estos datos son procesados y los resultados de esta operación se almacenan en los registros de salida de la ALU. Otros mecanismos mueven datos entre estos registros y la memoria.2​

    Una unidad de control controla a la ALU, al ajustar los circuitos que le señala a la ALU qué operaciones realizar.

    Detalle[editar]

    En la imagen se detalla una ALU de 2 bits con dos entradas (operandos) llamadas A y B: A[0] y B[0] corresponden al bit menos significativo y A[1] y B[1] corresponden al bit más significativo.

    Cada bit de la ALU se procesa de manera idéntica, con la excepción del direccionamiento del bit del acarreo. El manejo de este bit es explicado más adelante.

    Las entradas A y B van hacia las cuatro puertas de la derecha, de arriba abajo, XOR, AND, OR. Las tres primeras puertas realizan las operaciones XOR, AND, y OR sobre los datos A y B. La última puerta XOR es la puerta inicial de un sumador completo.

    El paso final de las operaciones sobre cada bit es la multiplexación de los datos. La entrada OP de 3 bits, OP[0], OP[1] y OP[2] (desde la unidad de control) determina cual de las funciones se van a realizar:

    OP = 000 → XOR OP = 001 → AND OP = 010 → OR OP = 011 → Adición

    Claramente se ve que las otras cuatro entradas del multiplexor están libres para otras operaciones (sustracción, multiplicación, división, NOT A, NOT B, etc). Aunque OP[2] actualmente no es usada en este montaje (a pesar de estar incluida y conectada), ésta sería usada en el momento de realizar otras operaciones además de las 4 operaciones listadas arriba.

    fuente : es.wikipedia.org

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    Santiago 6 month ago
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