CPU中的算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU不過(guò)如此
我們知道,CPU中有一個(gè)算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU,是計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算的核心部件:

那么,CPU中的ALU是如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)算功能的呢?

上圖是ALU電路輸入輸出示意圖,A,B代表輸入兩個(gè)加數(shù),F(xiàn)代表運(yùn)算結(jié)果。

這是一位半加器的邏輯運(yùn)算表,注意到兩個(gè)加數(shù)都是1的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生進(jìn)位。

這是一位半加器電路圖。我們注意到,半加器的輸入只有兩個(gè)加數(shù),沒(méi)有前面位的進(jìn)位。

這是一位全加器的邏輯運(yùn)算表,運(yùn)算的時(shí)候帶進(jìn)位。

這是全加器電路圖。注意到輸入變量有三個(gè):兩個(gè)加數(shù)和一個(gè)前面的進(jìn)位。

上圖是把若干個(gè)全加器連起來(lái),以實(shí)現(xiàn)多位二進(jìn)制加法。比如:

其中低一位的進(jìn)位被 Ci 送給了高一位的全加器的輸入端,這樣就實(shí)現(xiàn)了多位二進(jìn)制相加。


上面兩個(gè)電路是在圖3的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些改良,以加快運(yùn)算的速度,但原理是一樣的。
我們知道,在計(jì)算機(jī)里面,減法、乘法和除法最終都轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算,也就是說(shuō),整個(gè)CPU中的ALU運(yùn)算器,就是以圖3里面那個(gè)簡(jiǎn)單的加法器為基礎(chǔ)的。而圖3又是以圖2最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)一位加法運(yùn)算的全加器電路為基本組成單元,那么,我們就可以認(rèn)為,計(jì)算機(jī)再?gòu)?fù)雜,也不過(guò)是用一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)了一位二進(jìn)制的加法運(yùn)算而已。