![Aritmētiski loģiskā ierīce Aritmētiski loģiskā ierīce](/modules/owlapps_apps/img/errorimg.png)
Aritmētiski loģiskā ierīce (angļu: aritmetic logic unit saīsināti - ALU) ir ierīce, kas izpilda aritmētiskās operācijas (saskaitīšana, atņemšana, reizināšana, dalīšana), loģiskās operācijas (skaitļu salīdzināšanu) un citas datu apstrādes operācijas. ALU ir iebūvēts procesoros CPU un grafisko ierīču procesoros GPU. Procesoriem attīstoties un pilnveidojoties, arī ALU ir palicis sarežģītāks un kompleksāks.
1945. gadā matemātiķis Džons fon Neimans nolasīja referātu par ALU koncepciju, kas tika uzrakstīts projekta "EDVAC dators" ietvaros.
1946. gadā Džons fon Neimans studēja datora veidošanas pamatus Prinstonas koledžā. Viņš uzskatīja, ka ALU ir nepieciešams vienkāršam datoram, jo tas garantē matemātisku operāciju izpildi (saskaitīšanu, atņemšanu, reizināšanu un dalīšanu). IAS (insitūts ar padziļinātām studijām, kurā studēja Džons fon Neimans) dators kļuva par prototipu daudziem datoriem.
1949. gadā angļu izcelsmes pētnieks Moriss Uilkss uzbūvēja pirmo datoru, kurā bija realizēti Džona fon Neimana principi. Mūsdienu datori ir daudz jaudīgāki nekā Uilksa dators, bet īstenībā izmanto tos pašus pamatprincipus, kurus piedāvāja fon Neimans 1945. gadā.
Vairums procesoru operācijas tiek paveiktas ar vienu vai vairākiem ALU. ALU ielādē datus no ievades reģistriem, izpilda, un izvada rezultātu izejas reģistros. Vadības ierīce pasaka ALU, kādu operāciju veikt ar datiem. Cits mehānisms pārvieto datus starp reģistriem un atmiņu.
Vairums ALU var veikt sekojošas operācijas:
Teorētiski varētu uzbūvēt ALU, kas izpildītu jebkuras operācijas, tomēr tad tas kļūtu komplicētāks. Komplicētāks ALU aizņemtu vairāk vietas procesorā, patērētu vairāk elektroenerģijas un ievērojami paaugstinātos ALU izgatavošanas izmaksas.
Vienmēr tiek meklēts kompromisa variants. Lūk seši varianti, kā tiek realizēta kvadrātsaknes rēķināšana:
Augšup minētās sešas iespējas atšķiras ātrdarbības un izmaksu ziņā. Pat visvienkāršākais dators var rēķināt komplicētu formulu. Visvienkāršākajam datoram, komplicētas formulas rēķināšana, var aizņemt daudz laika.
Spēcīgs procesors, kā piemēram Intel Core un AMD64 īsteno pirmo iespēju priekš dažām vienkāršām operācijām, otro iespēju priekš daudz kompleksākām operācijām un iespēju trešo priekš ekstrēmi kompleksām operācijām. Tas ir iespējams dēļ tā, kad procesoros ir iebūvēti kompleksi ALU.
ALU ievades ir dati, ar kuriem operē kontroles ierīce. Kontroles ierīce nosaka, kādu operāciju veikt (datus, ar kuriem operē, sauc par operandiem). Aprēķinu rezultāts ir izvade. Daudzos veidojumos, ALU aizņem vai ģenerē ievades un izvades kondīciju kodu uzstādījumus no stāvokļa reģistra. Šie kodi tiek izmantoti darbības noteikšanai, kā piemēram, ienest iekšā, iznest ārā, pārpildīt, dalīt ar nulli.
FPU (Floating Point Unit) ir līdzprocesors jeb koprocesors, kas specializēts ātru operāciju ar peldošo komatu (punktu) izpildei. FPU ir iebūvētas dažas kompleksas ķēdes, iekļaujot dažus ALU. ALU atrodas pašā procesorā, bet FPU novieto uz pamatplates, atsevišķas mikroshēmas veidā. Bet sākot ar procesoru Intel 80486DX un jaunāku, FPU ir integrēts CPU.
Owlapps.net - since 2012 - Les chouettes applications du hibou