
【電】 arithmetic element
arithmetic
【計】 arithmetic expression
component; element; organ
【計】 E
【化】 element
算術元件(Arithmetic Component)是計算機硬件系統中執行基本數學運算的核心功能單元。其英文術語對應為"Arithmetic Logic Unit (ALU)"或"Arithmetic Unit",在數字電路設計中特指實現加法、減法、移位等基礎運算的集成電路模塊。
該元件的核心功能包括:
現代處理器中的算術元件采用超前進位加法器(Carry Look-Ahead Adder)架構,其傳輸延遲公式可表示為: $$ t{pd} = t{pg} + log2n cdot t{AND} + t_{XOR} $$ 其中n為操作數位寬,t代表各級門電路延遲。典型應用見于IEEE 754浮點運算單元(FPU)和數字信號處理器(DSP)的乘累加器設計。
根據《計算機組成與設計》(David A. Patterson, John L. Hennessy著)第五章論述,算術元件的性能優化主要依賴進位鍊縮短技術和并行處理架構。國際固态電路會議(ISSCC)2024年報導的3nm工藝ALU已實現16位加法0.21pJ/operation的能效突破。
“算術元件”是一個組合詞,需分别解釋“算術”和“元件”的含義,再綜合理解其組合後的意義。具體分析如下:
算術(suànshù)
指數學的基礎分支,主要研究實數性質及其基本運算規則(加、減、乘、除等),也指實際應用中的計算能力或學校課程中的數學科目。例如:“這道題的算術過程很複雜”“他的算術能力很強”。
元件(yuánjiàn)
指機器或儀器的基本組成部分,通常由若幹零件構成,且具有通用性和可替換性。例如:“電路闆上的電子元件需要定期檢查”。
結合兩者可推斷,“算術元件”一般指用于執行算術運算的硬件或軟件部件,常見于計算機、計算機等設備中。例如:
這類元件廣泛應用于需要數值計算的領域,例如:
“算術元件”是結合數學運算功能的基礎部件,其核心價值在于實現高效、精準的數值計算。如需更深入的技術細節,可參考計算機硬件或電子工程領域的專業資料。
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