一、alu三种运算

1. 算术和逻辑运算

2. 加、减、乘、除、加1、减1、比较等算术运算

3. 与、或、异或、求补、循环等逻辑运算。

简单运算

大部分ALU都可以完成以下运算∶

整数算术运算（加、减，有时还包括乘和除，不过成本较高）

位逻辑运算（与、或、非、异或）

移位运算（将一个字向左或向右移位或浮动特定位，而无符号延伸），移位可被认为是乘以2或除以2。

复杂运算

工程师可设计能完成任何运算的ALU，不论运算有多复杂；问题在于运算越复杂，ALU成本越高，在处理器中占用的空间越大，消耗的电能越多。 于是，工程师们经常计算一个折中的方案，提供给处理器（或其他电路）一个能使其运算高速的ALU，但同时又避免ALU设计的太复杂而价格昂贵。设想你需要计算一个数的平方根，数字工程师将评估以下的选项来完成此操作∶

设计一个极度复杂的ALU，它能够一步完成对任意数字的平方根运算。这被称为单时钟脉冲计算。

设计一个非常复杂的ALU，它能够分几步完成一个数字的平方根运算。不过，这里有个诀窍，中间结果经过一连串电路，就像是工厂里的生产线。这甚至使得ALU能够在完成前一次运算前就接受新的数字。这使得ALU能够以与单时钟脉冲同样的速度产生数字，虽然从ALU输出的结果有一个初始延迟。这被称为计算流水线。

设计一个复杂的ALU，它能够计算分几步计算一个数字的平方根。这被称为互动计算，经常依赖于带有嵌入式微码的复杂控制单元。

延伸阅读：

二、alu特点

ALU用以计算机指令集中的执行算术与逻辑操作;

某些处理器中，将ALU切分为两部分，即算术单元 （AU）与逻辑单元（LU）。某些处理器包含一个以上的AU，如，一个用来进行定点操作，另一个进行浮点操作。（个人计算机中，浮点操作有时由被称为数字协处理器的浮点单元完成）。

通常而言，ALU具有对处理器控制器、内存及输入输出设备的直接读入读出权限。输入输出是通过总线进行的。输入指令包含一个指令字，有时被称为机器指令字，其中包括操作码，单个或多个操作数，有时还会有格式码；操作码指示ALU机要执行什么操作，在此操作中要执行多少个操作数。比如，两个操作数可以进行比较，也可以进行加法操作。 格式码可与操作码结合，告知这是一个定点还是浮点指令；输出包括存放在存储寄存器中的结果及显示操作是否成功的设置。如操作失败，则在机器状态字中会有相应的状态显示 。

通常，输入操作数、操作数、累加和以及转换结果的存储位置都在ALU中。在算术单元中，乘除操作是通过一系列的加减运算得到的。在机器码中有多种方式用以表示负数。

在逻辑单元中，每次执行16个可能的逻辑运算中的一个。

ALU的设计是处理器设计中的关键部分。仍在不断研究如何提高指令的处理速度。

以上就是关于alu的内容希望对大家有帮助。

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