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• Raúl Olmos Estrada

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE PACHUCA Ingeniería en Sistemas Computacionales

Materia: ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

Practica de ALU Equipo: CLR Alumnos:  MENESES HERNANDEZ ALEJANDRA ITZEL  OLMOS ESTRADA PEDRO RAÚL  REYES SANCHEZ ANA LAURA Catedrático: ING. LEÓN OLIVARES ERIC Semestre: Quinto Pachuca, Hgo; 20 de Noviembre del 2015

INTRODUCCION La Unidad Aritmética – Lógica hemos aprendido que es un circuito digital que realiza operaciones aritmética como suma, resta, multiplicación, división etc., así como también las operaciones lógicas como AND, OR, NOT, XOR, entre otros. Como hemos visto que el matemático Von Neumann el dio su nombre la arquitectura de Von Neumann así como realizo dicha arquitectura también explicó que una Unidad Aritmética –Lógica (ALU) es un requisito fundamental de una computadora porque esta misma necesita efectuar operaciones matemáticas. Por lo tanto se creó el circuito digital que es el encargado de llevar las operaciones aritméticas y lógicas que la unidad de control envía para procesar números usando el mismo formato que el resto del circuito, por lo general su representación numérica es del sistema binario de complemento a dos. Se realiza esta práctica con el fin de aprender todo lo que hace la unidad aritmética lógica, las operaciones que se realizan etc. Todas las operaciones se llevan a cabo en la unidad aritmética lógica de una computadora. La figura nos muestra un diagrama de bloques que muestra los elementos principales que se incluyen en una ALU común. La finalidad primordial de la ALU consiste en aceptar datos binarios que están almacenados en la memoria y ejecutar operaciones aritméticas con estos datos, de acuerdo con instrucciones que provienen de la unidad de control.

La unidad aritmética lógica contiene cuando menos dos registros: el Dato B y el Dato A. También contiene lógica combinatoria, que efectúa las operaciones aritméticas sobre los números binarios que están almacenados en el registro B y el acumulador. Una secuencia común de operaciones puede ocurrir de la manera siguiente: 1. La unidad de control recibe una instrucción (de la unidad de memoria) especificando que un número almacenado en cierta localidad de la memoria (dirección) se sumará al número que está almacenado en ese momento en el registro acumulador. 2. El número que se sumará se transfiere de la memoria al registro B. 3. El número contenido en el registro B y el número en el registro acumulador se suman en los circuitos lógicos (por el comando emitido desde la unidad de control). La suma resultante se envía entonces al acumulador para ser almacenada. 4. El nuevo número en el acumulador puede permanecer para que se pueda sumar otro número a él, o, si el proceso aritmético particular llega a su fin, puede ser transferido a la memoria para ser almacenad.

Diagrama Lógico

DESARROLLO Esta práctica consiste en comprender el funcionamiento de la Unidad Aritmética Lógica junto con sus operaciones aritméticas y lógicas, para este circuito utilizaremos el circuito 74S181 que tiene la función de dar a conocer cómo es que funciona la unidad aritmética lógica. El circuito integrado 74LS181 está compuesto internamente de la siguiente manera al igual que mostramos las 32 operaciones lógicas y aritméticas.

Diagrama de Conexión Realizado en Proteus, un simulador de circuitos.

Construcción del Circuito Material y Equipo  1 Multímetro  1 Fuente de poder con salida de 12 a 5 volts de corriente continúa  2 Protoboard  1 Circuito 74181 ALU de 4 bits  13 leds  3 DIP switch de 4 interruptores

En la protoboard conectamos todos los componentes de la misma forma que el diagrama de conexión ya mencionado anteriormente. La Unidad Aritmética Lógica de 4 bits, consta de dos grupos de líneas de entrada A3A2A1A0 y B3B2B1B0, un grupo de líneas de salida F3F2F1F0, un grupo de líneas selectoras de función S3S2S1S0 una línea selectora de modo M, una entrada de acarreo previo Cn. Programando adecuadamente las líneas de selección, S 3S2S1S0 y la de modo M junto con la de acarreo previo, Cn, ALU puede ejecutar 16 operaciones lógicas y 16 operaciones aritméticas diferentes con los datos A=A 3A2A1A0 B=B3B2B1B0 podremos decir que en total se pueden realizar 32 operaciones. A continuación se muestra el circuito final y las pruebas realizadas verificando que el resultado es correcto.

Prueba Aritemtica Cn A= 0101

B=0110 S= 1001

A PLUS B

F= 1011

F3,F2,F1,F0 S3,S2,S1,S0

Dato B

Dato A

Cn

Prueba Lógica M A= 1000

B=0010 S= 1001

A XOR B

F= 1010

F3,F2,F1,F0 S3,S2,S1,S0

M

Dato B

Dato A

CONCLUSIONES Comprendimos con mayor precisión el funcionamiento de lo que implica la Unidad Lógica Aritmética, ya que esta nos permite realizar diferentes operaciones y sus tipos de buses correspondientes a la ALU, pusimos a prueba su funcionamiento con las distintas operaciones lógicas y aritméticas posibles a realizar. Al igual que pudimos poner en práctica lo aprendido en asignaturas previas como las tablas de verdad, Sistema Binario entre otras cosas.

Algunas de las competencias que logramos:  La habilidad de comprensión acerca del funcionamiento correcto de nuestro circuito de la Unidad Lógica Aritmética.  Capacidad para conocer el circuito 74LS181 que esta misma simula lo que con lleva el funcionamiento de una Unidad Aritmética.  La eficiencia en la atención de los buses (dirección, control, datos).  Conocimiento de las operaciones lógicas y aritméticas que describen a la unidad lógica aritmética, así como su importancia que tiene el circuito a través de nuestro equipo de cómputo.

Referencias en formato APA 

M.

MORRIS

MANOS.

(2003).

DISEÑO

DIGITAL.

México:

PEARSON

EDUCACIÓN. 

Roger L. Tokheim. (2015). Electrónica digital. México: MCGRAW-HILL / INTERAMERICANA DE MEXICO.