演算論理装置

演算論理装置

演算論理装置（えんざんろんりそうち）は、ALU(Arithmetic Logic Unit)とも呼ばれ、コンピュータに搭載されるマイクロプロセッサ(CPU)を構成する部品の1つ。

ALUはCPUの中核である実行ユニットの一部である。 ALUは様々な四則演算や論理演算などを処理する。

現在のコンピュータのALUは2の補数表現を使っている(初期のコンピュータには1の補数を使ったり符号-仮数部形式を使ったりした)。

フォン・ノイマンの提案

1945年、数学者ジョン・フォン・ノイマンはEDVACと呼ばれる新しいコンピュータの基礎的レポートでALUの概念を提案した。1946年、彼はその提案を発展させてプリンストン高等研究所(IAS)でコンピュータの設計に従事し、そのIASマシンが後の多くのコンピュータの原型となった。その提案の中で、ALUなどの彼が必要と信じたものについて概説したのである。フォン・ノイマンは、コンピュータを四則演算を含む基本的な数学の計算をするものと定義し、そのための専用の器官(ALU)が必須であると述べた。

ALUの動作

・整数演算操作 (加算、減算、乗算)
・論理演算 (AND、NOT、OR、XOR)
・ビットシフト操作 (ワードを指定されたビット数ぶんだけ右(または左)にシフト(またはローテート)する。符号拡張をする場合もある)

典型的なALUでは整数の除算や浮動小数点数の処理を行わない。これらの演算の処理を行う方法としては以下のようなものがある。

・ソフトウェアによるエミュレーション(一般にアセンブラコードでライブラリに実装される) (最も性能が低い)
・マイクロコードでALUが存在しない操作をエミュレーションする (中くらいの性能)
・除算器や浮動小数点ユニット(FPU)のような別のハードウェア部品で実現する。時にはコプロセッサという形をとる (最も高性能)

引用元 ： Wikipedia http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%83%9A%E3%83%BC%E3%82%B8