Gewusst wie: einen 8-Bit Computer bauen (7 / 18 schritt)

Schritt 7: Die ALU

The ALU (arithmetic Logic Unit) eines Computers ist der Teil, der mathematische Operationen ausführt. Für den SAP-Computer müssen sie nur zwei Funktionen: Addition und Subtraktion. Addition und Subtraktion im binären System funktioniert sehr ähnlich wie Addition und Subtraktion Dezimal ausgedrückt, zum Beispiel:
1 <--tragen 1 1 <--Bits zu tragen
05                         0101
+05                      +0101
10                         1010

Fügen Sie binäre wir müssen was ein voll-Addierer genannt wird. Ein voll-Addierer fügt effektiv ein Bit der binären zum anderen mit einem Carry und durchführen. Die Übertragung in eine volle Addierer ist wie ein Drittel der Zusatz-Prozess nicht eingabebereit. Sie werden verwendet, um mehrere voll-Nattern miteinander zu verketten. Der Carry aus einer voll-Addierer tritt auf, wenn ein paar in den Zusatz-Prozess. Carry aus einer vollen Addierer wird den Übertrag in zugeführt, um mehrere Bits der binären hinzuzufügen. Um eine vollständige Addierer konstruieren benötigen Sie zwei XOR-Gatter, zwei und-Gatter und ein oder-Gatter.

Binäre subtrahieren müssen wir eine Reihe mit seinem negativen Gegenstück zu konvertieren und fügen Sie es, die Nummer sind wir von subtrahieren. Dazu verwenden wir sogenannte 2-Kompliment. Die 2 Kompliment eines binären Wortes nehmen Sie jedes Bit invertieren (ändern jede 0 eine 1 und alle 1 bis 0) und fügen Sie eine.

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

Nicht verwendet--> 1 1
10                           1010
+(-5)                        +1011
5                               0101

Um die Umkehrung der Bits zu steuern verwenden wir XOR-Gatter mit einem normalerweise low-Input. Mit einem normalerweise low-Input entspricht die Ausgabe an den anderen Eingang. Beim Festlegen des Steuereingang hohe invertieren Sie den anderen Eingang. Wenn wir paar schickten diese Umkehrung mit ein bisschen zu tragen in der vollen Kreuzotter eine Subtraktion ist das Ergebnis.