UNIDADE L

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UNIDADE LÓGICA ARITMÉTICA (ULA)

• Princípios Básicos de Funcionamento

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Modelo de Von Neumann

• Todo computador é formado por
• Unidade de Central de Processamento (CPU)
• Periféricos de Entrada e Saída
• Memórias

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Modelo de Von Neumann

• A CPU contém
• Elementos de Armazenamento (Registradores)
• Unidade Lógica e Aritmética (ULA)
• Circuitos de Controle e Temporização.

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Modelo de Von NeumannComponentes Básicos de um
Computador
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Modelo de Von Neumann
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Nosso objeto de estudo será a UNIDADE LÓGICA E
ARITMÉTICA
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Unidade Lógica e Aritmética

• Podemos considerá-la como uma grande calculadora
  eletrônica do tipo desenvolvido durante a II
  Guerra Mundial, e sua tecnologia já estava
  disponível quando os primeiros computadores
  modernos foram construídos.

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Unidade Lógica e Aritmética

• É a parte do computador onde são feitas as
  operações aritméticas e lógicas com os dados
• O tipo de operação a ser executado é determinado
  por sinais vindos da unidade de controle.
• Os dados a serem operados são lidos dos
  dispositivos de entrada para a memória e após
  obtidos os resultados enviados novamente para a
  memória e daí para os dispositivos de saída de
  dados.

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Unidade Lógica e Aritmética

• A tecnologia utilizada foi inicialmente relés,
  herança da telefonia, e posteriormente válvulas,
  herança da radiofonia. Com o aparecimento dos
  transistores, e depois dos circuitos integrados,
  os circuitos da ULA passaram a ser implementados
  com a tecnologia de semi-condutores.

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(No Transcript)
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Unidade Lógica e Aritmética

• A ULA pode realizar diversas operações, entre
  elas
• Adição
• Subtração
• Operações lógicas (E, OU, XOR, Inversão)
• Deslocamento (à esquerda e à direita)
• Comparação

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Unidade Lógica e Aritmética

• Além de executar funções aritméticas, uma ULA
  deve ser capaz de determinar se uma quantidade é
  menor ou maior que outra e quando as quantidades
  são iguais. A ULA pode executar funções lógicas
  com letras e com números.

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Unidade Lógica e Aritmética

• As ULAs mais modernas realizam também as
  operações de multiplicação e divisão.
• As operações são realizadas pela leitura de dois
  registradores fontes do banco de registradores, e
  com a escrita do resultado no registrador de
  destino.

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Unidade Lógica e Aritmética

• Podemos concluir então, que a ULA
• Executa operações aritméticas comuns
• Toma decisões lógicas, resolvendo sintaxes
  lógicas em uma programação.

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Unidade Lógica e Aritmética

• Uma ULA pode ser construída como uma cascata de
  vários estágios idênticos.
• Não existem regras de como projetar cada estágio
  da ULA.
• Em geral, a aplicação determina o circuito de
  cada estágio da ULA.

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Unidade Lógica e Aritmética

• Na próxima figura é mostrado o diagrama em blocos
  da ULA, onde
• /RACARGA Habilita a transferência do conteúdo
  do barramento de dados para o Acumulador, quando
  houver uma transição positiva do /CLOCK.
• /RBCARGA - Habilita a transferência do conteúdo
  do barramento de dados para o Registrador
  Temporário, quando houver uma transiçãopositiva
  do /CLOCK.

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(No Transcript)
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Unidade Lógica e Aritmética

• MODOULA Define o modo (aritmético 1 ou lógico
  0) de operação de UL.
• S0, S1, S2, S3 define a operação as ser
  realizada.
• /FLAG Armazena o estado dos Flags no
  Registrador de Flags.
• /UM Define o estado fo carry de entrada.
• /ULALER Habilita a transferência do resultado
  para barramento de dados.

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Unidade Lógica e Aritmética

• Existem diversos circuitos integrados disponíveis
  comercialmente que são classificados e vendidos
  como ULA, apesar de não apresentarem a capacidade
  lógica e aritmética de uma ULA.

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Unidade Lógica e Aritmética

• Esses circuitos são capazes de realizar várias
  operações lógicas e aritméticas diferentes com
  dados binários de entrada.
• A operação específica é determinada pelo código
  binário específico que é aplicado nas entradas
  dos bits seletores de função.
• Cada circuito possui um conjunto específico de
  funções que pode executar, diferente das demais
  ULAs.