Una función esencial de muchas computadoras y calculadoras
es la realización de operaciones aritméticas. Estas operaciones se efectúan en
la unidad aritmética-lógica de una computadora, donde se combinan compuertas
lógicas y flip-flops de manera que puedan sumar, restar, multiplicar y dividir
números binarios. Estos circuitos efectúan operaciones aritméticas a
velocidades que son humanamente imposibles. Comúnmente, una operación de
adición se llevará menos de 1 microsegundo.
ALU
Todas las operaciones se llevan a cabo en la unidad
aritmética lógica de una computadora. La figura nos muestra un diagrama de
bloques que muestra los elementos principales que se incluyen en una ALU común.
La finalidad primordial de la ALU consiste en aceptar datos binarios que están
almacenados en la memoria y ejecutar operaciones aritméticas con estos datos,
de acuerdo con instrucciones que provienen de la unidad de control.
La unidad aritmética lógica contiene cuando menos dos
registros de flip-flops: el registro B y el registro acumulador. También
contiene lógica combinatoria, que efectúa las operaciones aritméticas sobre los
números binarios que están almacenados en el registro B y el acumulador. Una
secuencia común de operaciones puede ocurrir de la manera siguiente:
La unidad de control recibe una instrucción (de la unidad de
memoria) especificando que un número almacenado en cierta localidad de la
memoria (dirección) se sumará al número que está almacenado en ese momento en
el registro acumulador.
- El número que se sumará se transfiere de la memoria al registro B.
- El número contenido en el registro B y el número en el registro acumulador se suman en los circuitos lógicos (por el comando emitido desde la unidad de control). La suma resultante se envía entonces al acumulador para ser almacenada.
- El nuevo número en el acumulador puede permanecer para que se pueda sumar otro número a él, o, si el proceso aritmético particular llega a su fin, puede ser transferido a la memoria para ser almacenad.
Estos pasos deben hacer evidente la forma en que el registro
acumulador deriva su nombre. Este registro "acumula" las sumas que
ocurren cuando se efectúan adiciones sucesivas entre los nuevos números tomados
de la memoria y la suma acumulada anteriormente. De hecho, para cualquier
problema aritmético que contenga varios pasos a seguir, el acumulador siempre
contiene los resultados de los pasos intermedios conforme se obtienen, así como
el resultado final cuando el problema termina.
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