- संचालन ALU द्वारा किया गया
- तार्किक संचालन
- अंकगणितीय आपरेशनस
- बिट शिफ्ट ऑपरेशन
- अंकगणित और तार्किक इकाई
- ALU वास्तुकला
- तर्क द्वार
- और गेट
- या गेट
- गेट नहीं
- अभिलेख
- संदर्भ
ALU (अंकगणित लॉजिकल यूनिट) एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट समारोह जिसका सभी तर्क और संख्यात्मक गणना की प्रक्रियाओं से संबंधित प्रक्रियाओं को पूरा करने के है। यह कंप्यूटर के केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई (सीपीयू) के एक अनिवार्य घटक के रूप में सूचीबद्ध है।
हाल के सीपीयू में बहुत शक्तिशाली और जटिल एएलयू शामिल हैं। कुछ सीपीयू संरचनाओं में, ALU को एक अंकगणितीय इकाई और एक तार्किक इकाई में विभाजित किया जाता है। एएलयू के अलावा, आज के सीपीयू में एक नियंत्रण इकाई शामिल है।
स्रोत: CC BY-SA 3.0, सीपीयू के अधिकांश संचालन एक या एक से अधिक ALU द्वारा किए जाते हैं, जब डेटा को इनपुट रजिस्टरों से लोड किया जाता है। एक सीपीयू के हिस्से के रूप में स्टोर करने के लिए एक रजिस्टर एक छोटा सा खाली स्थान है
नियंत्रण इकाई ALU को बताता है कि उस जानकारी के साथ कौन सी प्रक्रिया चलनी है, और परिणाम को आउटपुट रजिस्टर में बचाता है। नियंत्रण इकाई रजिस्टरों, ALU और मेमोरी के बीच सूचना के हस्तांतरण को करती है।
जैसे-जैसे प्रक्रियाएं और अधिक जटिल होती जाती हैं, ALU भी अधिक CPU स्थान लेती जा रही है, लागत और अधिक गर्मी उत्पन्न करती जा रही है।
संचालन ALU द्वारा किया गया
ALU मुख्य रूप से तार्किक और गणितीय कार्यों को करने के लिए समर्पित है, जिसमें बिट शिफ्ट ऑपरेशन भी शामिल हैं। ये मूलभूत प्रक्रियाएं हैं जिन्हें लगभग सभी डेटा पर निष्पादित किया जाना चाहिए जो सीपीयू प्रक्रिया करता है।
तार्किक अंकगणितीय इकाई सीपीयू का वह घटक है जो सीपीयू की आवश्यकता वाले सभी गणना करता है। यह कंप्यूटर का "गणना" भाग है, क्योंकि यह बुनियादी अंकगणितीय और तार्किक संचालन करता है।
अधिकांश प्रक्रियाएँ तार्किक प्रकृति की होती हैं। ALU के डिजाइन के अनुसार, CPU को अधिक शक्ति दी जा सकती है। हालांकि, यह आपको अधिक ऊर्जा का उपयोग करने और अधिक गर्मी पैदा करने का भी कारण होगा।
ALU द्वारा किए गए विभिन्न कार्यों को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:
तार्किक संचालन
यहां अलग-अलग लॉजिकल ऑपरेशंस, जैसे AND, OR, NOT, XOR, NOR, NAND, आदि हैं।
अंकगणितीय आपरेशनस
बिट्स के जोड़ और घटाव का संदर्भ देता है। हालाँकि कभी-कभी गुणन और विभाजन का उपयोग किया जाता है, ये ऑपरेशन प्रदर्शन करने के लिए अधिक महंगे हैं।
विभाजन के स्थान पर गुणन और प्रत्यावर्तन घटाव के विकल्प के लिए दोहराए जाने वाले जोड़ का भी उपयोग किया जा सकता है।
बिट शिफ्ट ऑपरेशन
यह बिट पदों की एक निश्चित संख्या में दाईं ओर या बाईं ओर स्थानांतरित होने को संदर्भित करता है, जिसे गुणन ऑपरेशन माना जाता है।
अंकगणित और तार्किक इकाई
अंकगणित इकाई में, गुणा या विभाजन जोड़ या घटाव संचालन की एक श्रृंखला और बिट्स को स्थानांतरित करके किया जाता है। नकारात्मक संख्याओं का प्रतिनिधित्व करने के कई तरीके हैं।
लॉजिकल ड्राइव पर 16 संभावित तार्किक ऑपरेशनों में से कोई भी किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, दो ऑपरेंड के विपरीत या यह पहचानना कि बिट्स का मिलान नहीं होता है।
ALU वास्तुकला
ALU सीधे इनपुट और आउटपुट दोनों को प्रोसेसर कंट्रोल यूनिट, मुख्य मेमोरी और इनपुट और आउटपुट डिवाइस तक पहुंचा सकता है।
इनपुट और आउटपुट डेटा को इलेक्ट्रॉनिक पथ के माध्यम से प्रेषित किया जाता है जिसे बस कहा जाता है। इनपुट एक निर्देश से मेल खाता है, जिसमें एक या एक से अधिक ऑपरेंड, एक ऑपरेशन कोड और, कुछ मामलों में, एक प्रारूप कोड शामिल है।
ऑपरेशन कोड ALU दिखाता है कि उस ऑपरेशन में शामिल ऑपरेंड्स के अलावा उसे क्या कार्रवाई करनी चाहिए। उदाहरण के लिए, आप दो ऑपरेंड को घटाए जाने या तुलना करने का निर्देश दे सकते हैं।
आउटपुट में एक परिणाम होता है जिसे स्टोरेज रजिस्टर में रखा जाएगा और एक कॉन्फ़िगरेशन जो यह इंगित करेगा कि ऑपरेशन सफल था। यदि नहीं, तो मशीन राज्य में किसी प्रकार का राज्य संग्रहीत किया जाएगा।
एएलयू सबयूनिट्स में बिट स्ट्रीम और उन पर किए गए संचालन को गेट सर्किट द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
इन सर्किटों में, एक अनुक्रम तर्क इकाई वह है जो गेट्स को निर्देशित करती है, एक विशिष्ट अनुक्रम के माध्यम से जो प्रत्येक ऑपरेशन कोड से मेल खाती है।
तर्क द्वार
एक कंप्यूटर में सभी जानकारी को बाइनरी संख्याओं के रूप में संग्रहीत और संभाला जाता है, अर्थात 0 और 1. ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग बाइनरी संख्याओं को संभालने के लिए किया जाता है, क्योंकि एक स्विच में केवल दो संभावित राज्य होते हैं: खुला या बन्द है।
एक खुला ट्रांजिस्टर, जिसके माध्यम से कोई करंट नहीं गुजरता है, एक 0. एक बंद ट्रांजिस्टर का प्रतिनिधित्व करता है, जिसके माध्यम से करंट पास होता है, 1 का प्रतिनिधित्व करता है।
कई ट्रांजिस्टर को जोड़कर ऑपरेशन पूरा किया जा सकता है। एक ट्रांजिस्टर का उपयोग दूसरे ट्रांजिस्टर को चलाने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक ट्रांजिस्टर के लिए स्विच दूसरे ट्रांजिस्टर की स्थिति के आधार पर चालू या बंद होता है।
इसे गेट के रूप में जाना जाता है, क्योंकि इस व्यवस्था का उपयोग विद्युत प्रवाह को अनुमति देने या रोकने के लिए किया जा सकता है।
गेट ALU के बिल्डिंग ब्लॉक्स हैं। वे डायोड, रेसिस्टर्स, या ट्रांजिस्टर से निर्मित होते हैं। इन गेट्स का उपयोग एकीकृत सर्किट में "ऑन" और "ऑफ" स्थिति के रूप में एक बाइनरी इनपुट का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है।
ALU को कॉम्बीनेटरियल सर्किट के माध्यम से कॉन्फ़िगर किया गया है। यह सर्किट तर्क गेट्स का उपयोग करता है जैसे कि, या, इसके संचलन के लिए नहीं।
और गेट
AND गेट में दो या अधिक इनपुट होते हैं। AND गेट का आउटपुट 1 है यदि सभी इनपुट 1 हैं। और इनपुट डेटा 0 होने पर गेट गेट 0 हो जाता है।
या गेट
OR गेट में दो या अधिक इनपुट हो सकते हैं। ओआर गेट का आउटपुट हमेशा 1 होगा यदि कोई इनपुट 1 और 0 है तो सभी इनपुट 0 हैं।
गेट नहीं
ऑपरेशन का सबसे सरल प्रकार एक गेट नहीं है। यह केवल एक ही ट्रांजिस्टर का उपयोग करता है। यह एकल इनपुट का उपयोग करता है और एकल आउटपुट का उत्पादन करता है, जो हमेशा इनपुट के विपरीत होता है।
NOT गेट का उपयोग गेटों के परिणाम को उलटने या 0 से 1 और 1 से 0 तक बूलियन स्थिति को पलटने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग "AND" और "OR" गेट के साथ भी किया जाता है।
जब AND या "OR" गेट के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है, तो NOT गेट को दोनों गेट के सामने एक छोटे वृत्त द्वारा दर्शाया जाता है।
नहीं गेट का उपयोग करने के बाद, और द्वार नंद बन जाते हैं और "OR" द्वार NOR बन जाते हैं।
अभिलेख
वे ALU में निर्देश, मध्यवर्ती डेटा, इनपुट ऑपरेंड, जोड़े गए ऑपरेंड्स, संचित परिणाम, जो एक संचायक में संग्रहीत होते हैं, और अंतिम परिणाम को संग्रहीत करने के लिए ALU में एक बहुत ही महत्वपूर्ण घटक हैं।
रजिस्टर कैश, रैम और हार्ड डिस्क की तुलना में मेमोरी में बहुत तेज पहुंच प्रदान करते हैं। वे सीपीयू में बने हैं और छोटे हैं।
संदर्भ
- पॉल ज़ैंडबर्गेन (2019)। अंकगणित तर्क इकाई (ALU): परिभाषा, डिजाइन और कार्य। अध्ययन। से लिया गया: study.com।
- Techopedia (2019)। अंकगणित तर्क इकाई (ALU)। से लिया गया: छतपीडिया.कॉम।
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- विकिपीडिया, मुक्त विश्वकोश (2019)। अंकगणितीय तर्क इकाई। से लिया गया: en.wikipedia.org