Qu'est-ce qu'une ALU ?
Une unité arithmétique et logique (ALU) est un circuit numérique utilisé pour effectuer des opérations arithmétiques et logiques. Elle représente le bloc de construction fondamental de l'unité centrale de traitement (CPU) d'un ordinateur. Les CPU modernes contiennent des UAL très puissantes et complexes. En plus des UAL, les UC modernes contiennent une unité de commande (UC).
La plupart des opérations d'une UC sont effectuées par une ou plusieurs UAL, qui chargent des données à partir de registres d'entrée. Un registre est une petite quantité de stockage disponible dans le cadre d'une unité centrale. L'unité de commande indique à l'UAL l'opération à effectuer sur ces données et l'UAL stocke le résultat dans un registre de sortie. L'unité de commande déplace les données entre ces registres, l'UAL et la mémoire.
Comment fonctionne une UAL
Une UAL effectue des opérations arithmétiques et logiques de base. Des exemples d'opérations arithmétiques sont l'addition, la soustraction, la multiplication et la division. Les exemples d'opérations logiques sont les comparaisons de valeurs telles que NOT, AND et OR.
Toutes les informations d'un ordinateur sont stockées et manipulées sous la forme de nombres binaires, c'est-à-dire 0 et 1. Les commutateurs à transistor sont utilisés pour manipuler les nombres binaires car il n'y a que deux états possibles d'un commutateur : ouvert ou fermé. Un transistor ouvert, à travers lequel il n'y a pas de courant, représente un 0. Un transistor fermé, à travers lequel il y a un courant, représente un 1.
Les opérations peuvent être accomplies en connectant plusieurs transistors. Un transistor peut être utilisé pour en contrôler un second - en fait, activer ou désactiver l'interrupteur du transistor en fonction de l'état du second transistor. On parle de porte parce que le dispositif peut être utilisé pour permettre ou arrêter un courant.
Le type d'opération le plus simple est une porte NOT. Celle-ci n'utilise qu'un seul transistor. Elle utilise une seule entrée et produit une seule sortie, qui est toujours l'opposé de l'entrée. Cette figure montre la logique de la porte NOT.
Comment une porte NOT traite des données binaires
D'autres portes sont constituées de plusieurs transistors et utilisent deux entrées. La porte OU donne un 1 si la première ou la deuxième entrée est un 1. La porte OU ne donne un 0 que si les deux entrées sont des 0. Cette figure montre la logique de la porte OU.
Comment une porte OU traite des données binaires
La porte ET ne donne un 1 que si la première et la deuxième entrée sont des 1. Cette figure montre la logique de la porte ET.
Comment une porte ET traite des données binaires
La porte XOR, également prononcée porte X-OR, aboutit à un 0 si les deux entrées sont 0 ou si les deux sont 1. Dans le cas contraire, le résultat est un 1. Cette figure montre la logique de la porte XOR.
Comment une porte XOR traite des données binaires.
Les différentes portes semblent un peu abstraites, mais n'oubliez pas qu'un ordinateur ne traite que des données binaires. Lorsque vous suivez la logique binaire de ces opérations, vous commencez à penser comme un ordinateur.
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