算术逻辑单元(ALU)具体怎么理解?

Question

算术逻辑单元(ALU)具体怎么理解?

Answer 1

计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件.运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作,以及移位、比较和传送等操作,亦称算术逻辑部件（ALU）.计算机运行时,运算器的操作和操作种类由控制器决定.运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器,或暂时寄存在运算器中.
　　数据运算器的处理对象是数据,所以数据长度和计算机数据表示方法,对运算器的性能影响极大.70年代微处理器常以1个、4个、8个、16个二进制位作为处理数据的基本单位.大多数通用计算机则以16、32、64位作为运算器处理数据的长度.能对一个数据的所有位同时进行处理的运算器称为并行运算器.如果一次只处理一位,则称为串行运算器.有的运算器一次可处理几位 （通常为6或8位）,一个完整的数据分成若干段进行计算,称为串 并行运算器.运算器往往只处理一种长度的数据.有的也能处理几种不同长度的数据,如半字长运算、双倍字长运算、四倍字长运算等.有的数据长度可以在运算过程中指定,称为变字长运算.
　　按照数据的不同表示方法,可以有二进制运算器、十进制运算器、十六进制运算器、定点整数运算器、定点小数运算器、浮点数运算器等.按照数据的性质,有地址运算器和字符运算器等.
　　操作运算器能执行多少种操作和操作速度,标志着运算器能力的强弱,甚至标志着计算机本身的能力.运算器最基本的操作是加法.一个数与零相加,等于简单地传送这个数.将一个数的代码求补,与另一个数相加,相当于从后一个数中减去前一个数.将两个数相减可以比较它们的大小.
　　左右移位是运算器的基本操作.在有符号的数中,符号不动而只移数据位,称为算术移位.若数据连同符号的所有位一齐移动,称为逻辑移位.若将数据的最高位与最低位链接进行逻辑移位,称为循环移位.
　　运算器的逻辑操作可将两个数据按位进行与、或、异或,以及将一个数据的各位求非.有的运算器还能进行二值代码的16种逻辑操作.
　　乘、除法操作较为复杂.很多计算机的运算器能直接完成这些操作.乘法操作是以加法操作为基础的,由乘数的一位或几位译码控制逐次产生部分积,部分积相加得乘积.除法则又常以乘法为基础,即选定若干因子乘以除数,使它近似为1,这些因子乘被除数则得商.没有执行乘法、除法硬件的计算机可用程序实现乘、除,但速度慢得多.有的运算器还能执行在一批数中寻求最大数,对一批数据连续执行同一种操作,求平方根等复杂操作.