تكمن وحدة الحساب والمنطق في ما، في الآونة الأخيرة، بعد الثورة الصناعية وظهور أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة، تغير شكل العالم، حيث يمكن لهذه الأجهزة الجديدة إجراء العديد من العمليات الحسابية والمنطق شديد التعقيد. مما وفر الكثير من الوقت على البشر للعمل والابتكار حيث تمكنوا من الحصول عليها. كانوا قادرين على حل المعادلات المعقدة في بضع دقائق فقط بعد قضاء عدة أيام وأسابيع في محاولة إيجاد حل.

تم العثور على الوحدة الحسابية والمنطقية في الداخل

تقع الوحدة الحسابية والمنطقية داخل وحدة المعالجة المركزية، ووحدة المعالجة المركزية هي أحد المكونات داخل الكمبيوتر أو الهاتف المحمول وهي مسؤولة عن معالجة وتفسير المعلومات من البرنامج الذي يدير الجهاز الإلكتروني المتفق عليه، والوسط. وحدة المعالجة التي تحتوي على وحدة الحساب والمنطق مصنوعة من معالجات دقيقة بطاقات مدمجة رفيعة الشكل.

حدد الوحدة الحسابية والمنطقية.

وحدة الحساب والمنطق هي أحد أجزاء وحدة المعالجة المركزية، وهي المسؤولة عن إجراء العمليات الحسابية والمنطقية التي يتم إدخالها في أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة. في العمليات المنطقية أو الحسابية المستقبلية، حتى لو كانت تنتمي في الأصل إلى وحدة التنفيذ، وليس وحدة التخزين.

كيف تحل وحدة الحساب والمنطق المعادلات الحسابية والمنطقية

على الرغم من حل العمليات الحسابية والمنطقية في لمح البصر، فإن وحدة الحساب والمنطق تحل المعادلات الحسابية والمنطقية في عدة خطوات

  • يتم استلام المعادلات الحسابية والمنطقية من وحدة التحكم كوحدة تنفيذ.
  • يعتمد على معلومات منطقية وبرمجية في الذاكرة الرئيسية وسجل التعليمات.
  • يقوم بحل المشكلة الحسابية أو المنطقية المعروضة عليه ثم يرسلها إلى الذاكرة الرئيسية للجهاز لحفظها.

أقسام الوحدة الحسابية والمنطقية

تنقسم وحدة الحساب والمنطق إلى ثلاثة أقسام

  • وحدة الفاصلة العائمة هي الوحدة المسؤولة عن إجراء العمليات الحسابية للأرقام التي تحتوي على فاصلة عشرية. وحدة النقطة العائمة هي الوحدة التي تُعزى إليها سرعة تنفيذ الألعاب ثلاثية الأبعاد والبرامج الهندسية، حيث إنها تتعامل مع الأرقام العشرية التي يتم إدخالها في الكمبيوتر.
  • وحدة العدد الصحيح، والتي تقوم بعمليات حسابية ومنطقية تتعلق بالأعداد الصحيحة، وتتعامل هذه الوحدة مع الأعداد الصحيحة ثنائية الأبعاد، مثل تلك الموجودة في Excel، و Word، وبرامج الرسم ثنائية الأبعاد.
  • السجلات وهي الذاكرة السريعة التي يستخدمها الكمبيوتر لتخزين الأرقام التي سيحسبها، ويحدد حجم السجلات في الجهاز حجم العمليات الحسابية والمنطقية التي يمكن للجهاز حلها لأنه المكان الذي توجد فيه جميع العمليات يتم جمع العمليات الحسابية، والأرقام التي يمكن للسجلات التعامل معها في بت، على سبيل المثال في معالج بحجم 32 بت، من الممكن إجراء عمليات حسابية ومنطقية بطول 32 بت أيضًا حيث يكون حجم الحساب و يجب أن تكون العملية المنطقية مساوية لطول المسجل الذي سيحلها.

تكوين وحدة حسابية ومنطقية

يمكن أن تحتوي وحدة الحساب على نوعين من الهياكل

  • هيكل يشبه CISC يتسبب هيكل وحدة الحوسبة في زيادة الحمل على المعالج المركزي للجهاز، حيث إنه قادر على إجراء عمليات حسابية ومنطقية معقدة، ولكنه يؤديها ببطء شديد، حيث ينفذ جزءًا صغيرًا من العمليات الحسابية أو العمليات المنطقية. تشغيل كل نبضة لمؤقت الوظيفة، وهذا النوع مستخدم، ومعظم البنى رخيصة الثمن لأنها بطيئة للغاية وتستهلك الكثير من وحدة المعالجة المركزية.
  • بنية RISC يحتوي هذا النوع من بنية الوحدة الحسابية على تعليمات حسابية ومنطقية أساسية تستخدمها لأداء العمليات الحسابية والمنطقية المعقدة دون الحاجة إلى إجرائها بنفسك. هذا النوع هو الأفضل من حيث كونه أسهل في التصميم حيث أنه يقوم بعمليات متعددة على كل عمل مؤقت نبضة كما يتميز بسهولة الوصول إلى البيانات المخزنة في ذاكرة الجهاز وسهولة تحميله ولكن بالرغم من ذلك فإن استخدام هذا النوع الهندسة المعمارية أقل بسبب تكلفتها العالية، مما جعل استخدامها مقصورًا على المجالات العلمية عالية التقنية، بينما في الأجهزة العامة، يتم استخدام النحو الأول المذكور لإنشاء هيكل الوحدة الحسابية.

في النهاية نكون قد علمنا أن وحدة الحساب والمنطق تقع ضمن وحدة المعالجة المركزية، ووحدة الحساب والمنطق مهمة جدًا، وترجع أهميتها إلى حقيقة أن النظام العلمي العالمي الجديد بأكمله يعتمد على العمليات الحسابية والمنطق الذي يقوم به أثناء تفرعه للدخول في جميع جوانب الحياة، بدءًا من عمليات القسمة والضرب والطرح البسيطة، وانتهاءً بحساب المسافات المكانية وحل مسائل الفيزياء المعقدة.