وحدة الحساب والمنطق

مقدمة عن وحدة الحساب والمنطق
إن وحدة الحساب والمنطق ALU هي اختصار لكلمة Arithmetic and Logic Unit وهي دارة رقمية موجودة داخل المعالج مسؤولة عن اجراء كافة العمليات الحسابية (كالجمع والطرح) والعمليات المنطقية (مثل OR,AND,XOR ) في الحواسب، كما تقوم بعمليات المقارنة لمعرفة نتيجة المقارنات المنطقية وهي : ( أكبر من وأصغر من ويساوي ولا يساوي) ومشتقات هذه المقارنات ، وكذلك فهي توفر امكانية تخزين المعلومات بشكل مؤقت بالاضافة إلى امكانية معالجة المعلومات. فهي تعطي خرجها بالاعتماد على قرار متخذ بداخلها . وبما أن كافة عمليات المعالجة تنحصر في نوعين من العمليات فإما أن تكون حسابية او ان تكون منطقية فإن هذه الوحدة قادرة على معالجة أي مسألة يطلب منها معالجتها، ويمكن القول ان هذه الوحدة هي التي تقوم فعليا بتنفيذ التعليمات .
وفي الشكل المقابل فان A و B هما المعاملان ، R هو الخرج ، F هو الدخل من وحدة التحكم ، D هي حالة الخرج.

مما يتألف المعالح؟ يتألف المعالج عادة من وحدتين هما:
-وحدة التنفيذ Execution Unit ومهمتها تنفيذ التعليمات .
-وحدة ملائمة الممر Bus Interface Unit لنقل البيانات.
وتعتبر وحدة الحساب والمنطق كوحدة تنفيذ Execution Unit . فهي تتلقى الأوامر من وحدة التحكم Control Unit لتنفيذ التعليمة المخزنة في مسجل التعليمة Instruction Register فتقوم بتنفيذها ثم تعطي النتيجة التي تخزن عادة في الذاكرة الرئيسية RAM وتستعين هي الأخرى بالمسجلات لإتمام عملها.
أقسامها:
تنقسم وحدة الحساب والمنطق إلى ثلاث وحدات:
[عدل] -وحدة الفاصلة العائمة :
من الصعوبة على المعالج أن يقوم بحساب أعداد الفاصلة العائمة ( وهي الأعداد التي بها فاصلة عشرية ومن أمثلتها ( 2.5565 و 8856.36532 و 0.220003 ) لأنه في هذه الحالة سوف يستهلك الكثير من قوة المعالجة في حساب عملية واحدة . ووحدة الفاصلة العائمة متخصصة في العمليات الحسابية الخاصة بالفاصلة العائمة. وتلعب هذه الوحدة دورا رئيسيا في سرعة تشغيل البرامج التي تعتمد بشكل كبير على الأعداد العشرية وهي في الغالب الألعاب الثلاثية الأبعاد وبرامج الرسم الهندسي. تساعد قوة وحدة الفاصلة العائمة الكبيرة في تسريع الألعاب الثلاثية الأبعاد ، مع أن دور المعالج قد قل من هذه الناحية بفضل دخول البطاقات الرسومية المسرعةAGP بقوتها العالية مما قلل من الاعتماد على المعالج المركزي في هذا المجال . توجد وحدة الفاصلة العائمة في المعالجات 486 فما أحدث داخل المعالج ، وقد كانت توضع في المعالجات386 وما قبله خارج المعالج مما يجعل عملها أبطأ.
-وحدة الأعداد الصحيحة :
و تختص هذه الوحدة بالقيام بحسابات الأعداد الصحيحة ، وتستعمل الأرقام الصحيحة في التطبيقات ثنائية الأبعاد كالوورد Word وإكسل Excel وبرامج الرسم الثنائية الأبعاد . وتعتبر وحدة الأعداد الصحيحة مهمة لأن معظم البرامج التي نستخدمها تعتمد على هذه الوحدة. IUOPYD QWSZ ZSAW HGFLI
[عدل] -المسجلات:
المسجلات هي عبارة ذاكرة سريعة تستخدم لكي يخزن فيها المعالج الأرقام التي يريد أن يجري عليها حساباته ، فوحدة الحساب والمنطق لا يمكنها تنفيذ أي عملية حسابية إلا بعد أن تجلب الأرقام المراد إجراء العمليات عليها إلى المسجلات. حيث أن حجم المسجلات مهم لأنه يحدد حجم البيانات التي يستطيع الحاسب إجراء الحسابات عليها.

*ماذا نعني بقولنا عند تسمية المعالج بمعالج ذو 32bits او 64bits؟
الأساس في ذلك هو وحدة الحساب والمنطق ALU ومسجلاتها وبالتحديد طول "بتات" الأعداد الصحيحة التي من الممكن التعامل معها داخل المعالج. ففي معالج 32bits مثلا ستكون وحدة الحساب والمنطق قادرة على إجراء العمليات الحسابية والمنطقية على أعداد بطول 32bits ، وبما أن وحدة الحساب والمنطق تعمل بشكل عام مع المسجلات فمن الطبيعي أن تكون المسجلات بنفس ال