5 Unterschied zwischen Arithmetic Logical Unit (ALU) und Control Unit (CU)

Lernen Sie den grundlegenden Unterschied zwischen Rechenwerk (ALU) und Steuerung (CU) kennen. Vergleichsgrundlagen sind: Beschreibung, Abhängigkeit, Funktion und Design.

Was ist Arithmetic Logic Unit (ALU)?

Eine arithmetisch-logische Einheit (ALU) ist der Hauptteil der Zentraleinheit (CPU) eines Computersystems. Es führt alle Prozesse im Zusammenhang mit arithmetischen und logischen Operationen aus, die an Befehlswörtern durchgeführt werden müssen. Bei einigen Prozessoren ist die arithmetische logische Einheit in zwei Einheiten unterteilt, eine arithmetische Einheit (AU) und eine logische Einheit (LU).

Die (ALU) ist typischerweise so ausgelegt, dass sie einen direkten Ein- und Ausgangszugriff auf den Hauptspeicher des Prozessors – den Random Access Memory (RAM) – hat. Die Ein- und Ausgänge fließen nun entlang eines elektronischen Pfads, der als Bus bekannt ist. Die Eingabe besteht aus einem Befehlswort, das einen Operationscode oder manchmal einen Formatcode enthält. Der Operationscode informiert die ALU, welche Operation auszuführen ist, und die Operanden werden in der Operation verwendet. Beispiele für Operationen, die regelmäßig von der ALU durchgeführt werden, sind:

• Arithmetische Operationen : Dies ist im Grunde eine Addition und Subtraktion. Multiplikation kann durch Addition und Division durch Subtraktion ersetzt werden.
• Logische Operationen:   Dazu gehören NOR, NOT, OR, XOR usw.
• Bitverschiebungsoperationen:  Dies beinhaltet das Verschieben der Position von Bits um eine bestimmte Anzahl von Stellen entweder nach rechts oder links, was als Multiplikationsoperation angesehen wird.

Zusammenfassend hat die ALU Speicherplätze für Eingangsoperanden, Operanden, die hinzugefügt werden, die akkumulierten Ergebnisse und verschobenen Ergebnisse. Der Datenfluss und die mit ihnen in Untereinheiten der ALU ausgeführten Operationen werden durch Gate-Schaltungen gesteuert. Division und Multiplikation werden durch eine Reihe von Additions- oder Subtraktions- und Verschiebeoperationen durchgeführt. 

Was ist eine Steuereinheit (CU)?

Die Steuereinheit (CU) ist eine Komponente der Zentraleinheit des Computersystems, die die Operationen des Prozessors steuert. Es teilt der Recheneinheit, dem Arbeitsspeicher des Computers und den Ausgabe- und Eingabegeräten mit, wie auf den an den Prozessor gesendeten Befehl zu reagieren ist. Die Steuereinheit gilt als Prozessorhirn, weil sie alles befiehlt und für beste Ergebnisse sorgt.

Typischerweise wurde die Steuereinheit mit digitalen Schaltungen, Encodern, Decodern, logischen Gattern und Flip-Flops entworfen, die auf eine bestimmte feste Weise angeordnet sind. Es gibt auch einen speziellen Steuerspeicher, der Mikroprogramme basierend auf Flussdiagrammen speichert.

Die Funktionen der Control Unit (CU) umfassen:

• Interpretiert Anweisungen, regelt und steuert das Prozessor-Timing.
• Leitet den Datenfluss durch verschiedene Komponenten der CPU.
• Behandeln Sie Aufgaben wie Decodieren, Befiedern, Ausführen des Befehls und Speichern von Ergebnissen.
• Sendet und empfängt Steuersignale von anderen Computergeräten.
• Leitet den sequentiellen Datenfluss.
• Interpretiert Befehle und Anweisungen.

Hauptunterschied

Die Recheneinheit und die Steuereinheit sind zwei wichtige Komponenten der Zentraleinheit (CPU), die sich in folgenden Punkten unterscheiden.

1. ALU steht für Arithmetic Logical Unit und ist eine Schaltungskomponente der CPU, die sich mit mathematischen Berechnungen, Datenverarbeitung und Ableitung aller logischen Schlussfolgerungen und Ausgaben befasst. Arithmetische Operationen umfassen grundlegende Berechnungen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division.  CU hingegen steht für Control Unit und ist eine der beiden Hauptkomponenten des Computerprozessors; es befasst sich mit der Koordination zwischen den miteinander verbundenen Hardwaregeräten und fungiert als interaktive Brücke zwischen Software und Hardware des Computersystems. Zu den internen Komponenten, die die Steuereinheit steuert, gehören die arithmetisch-logische Einheit und Busse.
2. ALU kümmert sich auch um die Manipulation der Daten und arbeitet gemäß den Anweisungen der Steuereinheit, während die Steuereinheit Anweisungen an die arithmetisch-logische Einheit gibt und entsprechend der Art der bereitgestellten Daten und der Art der auszuführenden Arbeiten koordiniert.
3. Die arithmetisch-logische Einheit führt Vergleichsoperationen durch, wobei ein Datenelement mit dem anderen Datenelement verglichen wird, um zu bestimmen, welches Element größer, gleich oder kleiner als das andere Element ist. Andererseits interpretiert die Steuereinheit Anweisungen, die von einem Programm bereitgestellt werden, und leitet die entsprechende Aktion ein, um die Anweisung auszuführen.
4. ALU hängt für seine Funktion vollständig von der Steuereinheit ab. Die Steuereinheit ist in keiner Weise von der Recheneinheit abhängig.
5. Die arithmetische logische Einheit hilft beim Verständnis der eingegebenen Informationen und liefert die Ergebnisse besser. Die Steuereinheit fungiert als Kommunikator zwischen dem Speicher und der arithmetisch-logischen Einheit.

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Unterschied zwischen CU und ALU in Tabellenform

Zusammenfassung

ALU steht für Arithmetic Logical Unit und ist eine Schaltungskomponente der CPU, die sich mit mathematischen Berechnungen, Datenverarbeitung und Ableitung aller logischen Schlussfolgerungen und Ausgaben befasst. Arithmetische Operationen umfassen grundlegende Berechnungen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division.  CU hingegen steht für Control Unit und ist eine der beiden Hauptkomponenten des Computerprozessors; es befasst sich mit der Koordination zwischen den miteinander verbundenen Hardwaregeräten und fungiert als interaktive Brücke zwischen Software und Hardware des Computersystems. Zu den internen Komponenten, die die Steuereinheit steuert, gehören die arithmetisch-logische Einheit und Busse.