Заметим, что эти логические функции можно реализовывать на раз-личных логических элементах.
Заключение
Обработка информации на компьютере сводится к логическим и арифметическим операциям над двоичными числами. Используя пред-ставление двоичных чисел в дополнительном коде вычитание, умножение и деление можно свести к операции суммирования. Сочетание суммиро-вания со сдвигом позволяет произвести умножение 
-разрядных двоич-ных чисел за операций суммирования и 
операций сдвига. Деление также сводится к операциям сдвига и суммирования. Количество этих операций зависит от требуемой точности вычислений. Помимо пере-численных, компьютер должен выполнять такие операции, как сравнение, выделение части числа, арифметический и логический сдвиг, циклическое сложение кодов, т. е. операции, относящиеся к разряду логических.
Часть процессора, в которой выполняются эти операции называется арифметико – логическим устройством (АЛУ). Остальные составляющие процессора относятся к устройству управления (УУ). Одна из задач устройства управления подавать в АЛУ операнды и код операции, которая должна быть выполнена над операндами. Простейшая схема АЛУ в виде «черного ящика» приведена на рис. 32. Она представляет собой
 |
Рисунок 32
устройство на вход, которого поступают коды чисел 
и 
, а также сигнал переноса 
. На выход АЛУ выставляет код результата 
и значение переноса 
. Вид операции, выполняемой над числами, задает код операции 
, поступающий из устройства управления. Таким образом, в функции АЛУ входит запоминание входных операндов и кода операции, дешифрация кодов операций, выполнение заданных операций и хранение результатов до поступления следующей порции обрабатываемой информации. Следует отметить, что в состав процессора могут входить несколько АЛУ для реализации операций с целочисленными данными (командами) и для выполнения операций над данными с плавающей точкой. Примером такого процессора служит процессор Intel Pentium, упрощенная схема которого представлена на рис. 33[2]
 |
Рисунок 33
Для автоматического выполнения какой-либо заданной программы или координации работы всех устройств компьютера служит устройство управления (УУ). Все устройства управления имеют общую структуру в
соответствие с выполняемыми ими общими основными функциями (рис. 34). Для реализации «внутренних» операций, связанных с выполнением основных функций УУ (выборкой очередной команды, хранения команды в течение цикла и преобразованием ее адресной части выделяется
 |
Рисунок 34
отдельный блок, обычно называемый блоком управления командами (БУК). Преобразование операционной части команды осуществляется с помощью второго основного блока устройства управления — блока микрокоманд (БМК). В структуру УУ могут быть включены блок начального ввода информации, блок прерываний.
Блок микрокоманд служит для преобразования операционной части команды для формирования всех необходимых для выполнения заданной операции наборов управляющих сигналов.
В блоке управления командами формируется адрес очередной команды, хранится код исполняемой команды и осуществляется преобразование адресных частей команд, включая действия по образованию исполнительных адресов, по которым осуществляется непосредственная выборка операндов; аппаратура и цепи передачи информации БУК обеспечивают также изменение естественной последовательности команд в случае выполнения команд условной илибезусловной передачи управления и других. В состав блоков управления командами включаются регистры, счетчики, сумматоры, и другие логические элементы.
Блоки прерываний представляют собой аппаратную часть общих систем прерываний, обеспечивающих в компьютерах прерывание выполнения текущих программ и переход к выполнению других прог-рамм. Необходимость прерываний вызвана необходимостью разделе-ния машинного времени между различными рабочими программами и потребностью быстрого реагирования на различные ситуации, связанные с выполнением текущих программ и состояниями отдельных устройств компьютера. К таким ситуациям относятся: переполнение разрядной сетки, нарушение защиты оперативной памяти, выявление неисправнос-ти какого-либо устройства, наличие ошибки в операционной части команды и т. п. Эти ситуации являются причинами, вызывающими пре-рывания.
 |
Рисунок 35
На рис. 35 приведена упрощенная схема процессора Alpha 21066, включа-ющая АЛУ и УУ.