Hoe het bouwen van een 8-bits Computer (7 / 18 stap)

Stap 7: De ALU

De ALU (arithmetic logic unit) van een computer is het deel dat wiskundige bewerkingen uitvoert. Voor de SAP-computer zal alleen moeten hebben twee functies: optellen en aftrekken. Optellen en aftrekken in binaire werkt zeer op dezelfde wijze optellen en aftrekken in decimale voorwaarden, bijvoorbeeld:
1 <--uitvoeren 1 1 <--Bits te voeren
05                         0101
+05                      +0101
10                         1010

Om toe te voegen binaire wij nodig wat heet een full-adder. Een full-adder voegt effectief een beetje van binaire naar de andere met een carry in en uit te voeren. De carry in van een volledige adder is als een derde ingang voor de toevoeging proces. Ze worden gebruikt om de keten van meerdere full-adders. Het dragen van een volledige-adder treedt op wanneer er een paar van degenen in de toevoeging proces. Het dragen van een volledige adder wordt ingevoerd in de carry in te voegen meerdere bits voor binary. Voor de bouw van een volledige adder moet u twee XOR-poorten, twee en hekken en een OR-poort.

We moeten een getal converteren naar de negatieve tegenhanger en toevoegen aan het nummer wij zijn af te trekken van binaire aftrekken. Hiervoor gebruiken we wat is genaamd 2's compliment. Te nemen van de 2 compliment van een binaire word u elke bit omkeren (wijzigen van elke 0 naar een 1 en elke 1 een 0) en voeg een.

5 = 0101, -5 = 1010 + 1 = 1011

Niet gebruikt -> 1 1
10                           1010
+(-5)                        +1011
5                               0101

Om te controleren de inversie van bits gebruiken we XOR poorten met een normaal lage input. Met een normaal lage input is de output gelijk aan de andere input. Wanneer u instelt dat de hoge controle-input omkeren u de andere input. Als wij koppel verzonden deze inversie met een beetje de in moet uitvoeren van de volledige adders dat een aftrekken-bewerking is het resultaat.