Арифметическо-логическое устройство

Это функциональная часть процессора СЦВМ, выполняющая арифметические и логические действия над кодами чисел и команд.

В АЛУ входят: сумматор, регистры, логические схемы, элементы управления. С помощью этих узлов можно складывать, вычитать, умножать и делить числа. Эти операции могут выполняться в АЛУ параллельно и последовательно по разрядам. В соответствии с этим машины могут быть последовательного и параллельного действия.

Сумматор - электронный узел, выполняющий операцию суммирования цифровых кодов двух чисел. По принятой системе счисления кодирования информации различают двоичные, десятичные, двоично-десятичные, и другие сумматоры.

Таблица 2.1

УСТРОЙСТВО ВВОДА	НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ	СКОРОСТЬ ВВОДА
С перфокарт НМД НМЛ Дисплей Оптическое устройство, считывающее знаки	перфокарта магнитный диск магнитная лента клавиатура экран документы	6 - 120 тыс. карт/ч 0.6 - 1.0 млн. зн/с 0.5 - 1.0 млн. зн/с до 10 зн/с 3000 зн/с

Таблица 2.2

УСТРОЙСТВО ВВОДА	НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ	СКОРОСТЬ ВВОДА
На перфокарту На перфоленту НМД НМЛ Алфавитно-цифровое печатаю­щее устройство (АЦПУ) Пишущая машинка Графопостроитель Устройство для изготовления микрофильмов	перфокарта перфолента магнитный диск магнитная лента незакодированный текст   графическое изображение микрофильм	6-18 тыс. карт/ч 100 - 300 зн/с 0.6 - 1.3 млн. зн/с 0.5 - 1.0 млн. зн/с 15 - 120 тыс строк/ч 10 зн/с в зависимости от задания   до 60 тыс. зн/с

По способу организации суммирования они делятся на комбинационные и накапливающие. Сумматоры первого типа формируют результат только в зависимости от значения входных сигналов, а в схемах второго типа результат учитывает не только значения входных величин в данный момент времени, но и состояние сумматора в результате выполнения предыдущих действий. Сумматоры такого типа содержат элементы памяти- триггеры.

На рисунке 2.63 показано условное графическое обозначение одноразрядного сумматора комбинационного типа. На его вход подаются слагаемые Х_i и у_i и сигнал переноса р_i+1 из соседнего младшего разряда. Сумматор имеет два выхода:

S _i - сумма на выходе сумматора;

р _i - перенос в следующий разряд.

Рис. 2.63. Условное графическое обозначение одноразрядного сумматора комбинационного типа

Регистр - это функциональное устройство, предназначенное для приема и запоминания

N-разрядного кода, а также выполнения определенных микроопераций над ним.

Регистр представляет собой упорядоченную совокупность триггеров со схемой управления входными и выходными сигналами. Различают следующие типы регистров:

- по виду выполняемых операций (микроопераций): регистры для приема, передачи и сдвига информации;

- по способу приема и передачи данных: последовательные, параллельные и параллельно-последовательные;

- по количеству каналов, по которым поступает информация на входы, регистры бывают одно и парафазными. В однофазных регистрах информация поступает на каждый разряд только по одному прямому или инверсному каналу, а в парафазных - по обоим каналам;

- по количеству тактов управления, необходимых для записи кода, различают одно-, двух- и многотактные (n-тактные) регистры.

Логические схемы в АЛУ предназначены для реализации в соответствии с алгоритмом обработки данных логических операций как элементарного типа, так и синтеза более сложных логических функций на основе типовых простейших схем.

Элементы управления обеспечивают выработку совокупности управляющих сигналов, устанавливающих узлы АЛУ в исходное состояние, управляющих записью и передачей информации, операциями сдвига и другими.