¿Qué es una unidad aritmética?

La unidad aritmética, también denominada unidad lógica aritmética (ALU), es un componente de la unidad central de procesamiento (CPU). A menudo se le conoce como el "motor" de la CPU porque le permite a la computadora realizar cálculos matemáticos, como sumas, restas y multiplicaciones. La ALU también realiza operaciones lógicas, como "Y", "O" y "NO". La unidad aritmética funciona junto con la matriz de registro, que contiene datos, al procesar cualquiera de estas operaciones. La unidad aritmética se compone de muchos elementos interconectados que están diseñados para realizar tareas específicas.

Algunas unidades centrales de procesamiento se componen de dos componentes, una unidad aritmética y una unidad lógica. Otros procesadores pueden tener una unidad aritmética para calcular operaciones de punto fijo y otra AU para calcular cálculos de punto flotante. Algunas PC tienen un chip separado conocido como el coprocesador numérico. Este coprocesador contiene una unidad de punto flotante para procesar operandos de punto flotante. El coprocesador aumenta la velocidad de funcionamiento de la computadora debido a la capacidad del coprocesador para realizar el cálculo de manera más rápida y eficiente.

Las operaciones se procesan cuando los datos se cargan en la unidad de lógica aritmética desde uno de los registros de entrada o procesador de la CPU. El registro es una parte del aparato de memoria general de la computadora que almacena datos. Los datos contenidos en estos registros se pueden recuperar mucho más rápido que desde otras ubicaciones de almacenamiento. La unidad de control es parte del funcionamiento interno de la CPU y transmite instrucciones a la unidad de control aritmético. Las instrucciones generalmente se componen de varias partes. En general, hay un código de operación, al menos un operando y, en algunos casos, un código de formato.

El código de operación, o código de operación, instruye a la unidad de lógica aritmética en la que se ejecutará la operación. Los operandos le dicen a la ALU dónde se encuentran los datos y la dirección donde se puede recuperar la información. También tiene varias funciones que se utilizarán en los cálculos, como la resta o una comparación lógica. El código de formato se usa típicamente con el código de operación y puede informar la palabra de instrucción de máquina de punto flotante o punto fijo ALU.

Las tareas típicas realizadas por la unidad de lógica aritmética incluyen suma y resta, multiplicación y división, y pruebas lógicas. La ALU también realiza comparaciones y operaciones de desplazamiento de bits. El desplazamiento de bits es el proceso que implica mover las cantidades más pequeñas de información (bits) que maneja la computadora. Los bits se agrupan para formar palabras de 32 a 64 bits de tamaño.

Las unidades aritméticas se pueden diseñar para realizar prácticamente cualquier cálculo. Se necesitan ALU más caras para operaciones más complejas. Estas unidades aritméticas suelen ser más grandes y requieren más espacio y potencia. Las unidades aritméticas más pequeñas pueden realizar el cálculo, pero llevará más tiempo completar la ejecución debido a los múltiples pasos involucrados en el procesamiento de la fórmula.