1. Bramka Logiczna

2. Sumator Logiczny

3. Jednostka ALU

Bramka LogicznaBramka logiczna - element konstrukcyjny maszyn i mechanizmów (dziś

zazwyczaj: układ scalony, choć podobne funkcje można zrealizować również za pomocą innych rozwiązań technicznych, np. hydrauliki czy pneumatyki), realizujący fizycznie pewną prostą funkcję logiczną, której argumenty (zmienne logiczne) oraz sama funkcja mogą przybierać jedną z dwóch wartości, np. 0 lub 1 (zob. algebra Boole'a).

Podstawowymi elementami logicznymi, stosowanymi powszechnie w budowie układów logicznych, są elementy realizujące funkcje logiczne: sumy (alternatywy), iloczynu (koniunkcji) i negacji. Są to odpowiednio bramki OR, AND i NOT. Za pomocą dwóch takich bramek (np. OR i NOT lub AND i NOT) można zbudować układ, realizujący dowolną funkcję logiczną.

Bramki NAND (negacja koniunkcji), oraz NOR (negacja sumy logicznej) nazywa się funkcjonalnie pełnymi ponieważ przy ich użyciu (tzn. samych NAND lub samych NOR) można zbudować układ realizujący dowolną funkcję logiczną.

Dowolną bramkę logiczną można też skonstruować za pomocą pary bramek, np. za pomocą OR i NOT lub AND i NOT. Układy takie nazywamy układami zupełnymi.

Bramkę logiczną XOR często wykorzystujemy w układach arytmetyki takich jak

sumatory czy subtraktory.

Rodzaje bramek :

•bramka NOT

•bramka AND

•bramka NAND

•bramka OR

•bramka NOR

•bramka XOR (NEQ)

•bramka XNOR

•bramka trójstanowa

Sumator Logiczny

Sumator – cyfrowy układ kombinacyjny, który wykonuje operacje dodawania dwóch (lub więcej) liczb dwójkowych.

Rozróżnia się dwa główne rodzaje sumatorów:• z przeniesieniami szeregowymi (ang. ripple-carry

adder) • z przeniesieniami równoległymi (ang. carry look-

ahead adder)

Schemat sumatora równoległego n-bitowego:

Jednostka Arytmetyczno Logiczna – ALU

Jednostka arytmetyczno-logiczna (z ang. Arithmetic and Logical Unit lub Arithmetic Logic Unit, ALU) to jedna z głównych części procesora, prowadząca proste operacje na liczbach całkowitych.

ALUALU jest układem cyfrowym, służącym do wykonywania operacji arytmetycznych (takich jak dodawanie, odejmowanie itp.) oraz operacji logicznych (np. Ex-Or) pomiędzy dwiema liczbami. ALU jest podstawowym blokiem centralnej jednostki obliczeniowej komputera.

Typowe ALU ma dwa wejścia odpowiadające parze argumentów i jedno wyjście na wynik. Operacje jakie prowadzi to:

• operacje logiczne AND, OR, NOT, XOR • dodawanie • często też, odejmowanie, negacja liczby, dodawanie z przeniesieniem,

zwiększanie/zmniejszanie o 1 • przesunięcia bitowe o stałą liczbę bitów, czasem też o zmienną liczbę • dość często mnożenie i czasem dzielenie/modulo

Wejściami ALU są dane na których się operuje (operandy) oraz algorytm z jednostki sterującej, który wskazuje którą operację należy wykonać. Wyjściem jest wynik obliczenia. W wielu modelach, ALU generuje jako wejścia lub wyjścia zbiór kodów warunkowych z lub do rejestru statusowego. Kody te używane są do wskazywania takich procesów jak przeniesienie, przepełnienie, dzielenie przez „0” itp.

ALU ( podstawowy rysunek)