1. Circuitos Aritméticos
As operações aritméticas são realizadas na unidade lógica e aritmética de um
computador, em que portas lógicas e flip-flops são combinados para que possam somar,
subtrair, multiplicar e dividir números binários.
1. Unidade Lógica e Aritmética (ALU)
O objetivo principal é receber dados binários armazenados na memória e executar
operações aritméticas e lógicas sobre esses dados, de acordo com instruções provenientes da
unidade de controle.
A ALU contém pelo menos dois registradores: o registrador B e o registrador
acumulador.
Sequência de operações:
1. A unidade de controle recebe as instruções (provenientes da unidade de memória)
especificando que o número armazenado em uma determinada posição (endereço) da
memória será somado ao número armazenado no registrador acumulador.
2. O número a ser somado é transferido da memória para o registrador B.
3. Os números do registrador B e do registrador acumulador são somados no circuito lógico
(sob o comando da unidade de controle). O resultado da soma é então enviado ao acumulador
para ser armazenado.
4. O novo número no acumulador pode ser mantido nele de forma que um ou outro número
possa ser somado a ele ou, se o processo aritmético em particular tiver terminado, ele poderá
ser armazenado na memória.
2. 2. Somador Binário Paralelo
Computadores e calculadoras realizam operações de adição sobre dois números
binários de cada vez, em que cada número binário pode ter vários dígitos binários.
A 1ª parcela é armazenada no registrador acumulador; ou seja, o acumulador terá
cinco FFs armazenando o valor 10101. De forma similar, na 2ª parcela, o número a ser somado
com a 1ª parcela é armazenado no registrador B (00111). O processo da adição começa
somando-se os bits menos significativos (LSBs), até chegar aos bits mais significativos (MSBs).
Em cada passo desse processo de adição, realizamos a adição de 3 bits: o bit da 1ª
parcela, o bit da 2ª parcela e o bit de carry proveniente da posição anterior. O resultado da
adição desses 3 bits produz 2 bits: um bit da soma e um bit de carry a ser somado aos bits da
próxima posição.
O diagrama em bloco desse processo de adição está ilustrado na figura abaixo, e cada
um dos 5 circuitos lógicos de entradas A, B e C e saídas S e C é chamado somador completo. O
número de somadores completos a ser utilizado em uma operação de adição é equivalente ao
número de bits das parcelas, e o conjunto de toda essa configuração é chamado circuito
somador paralelo.
3. 3. Somador paralelo em circuito integrado
Vários somadores paralelos estão disponíveis na forma de CIs. O mais comum é um CI
somador paralelo de 4 bits que contém 4 somadores completos interconectados e um circuito
para gerar o carry antecipado. A figura abaixo mostra o símbolo funcional para o somador
paralelo de 4 bits 74HC283, além da conexão de dois desses CIs em cascata, para implementar
a adição de números binários maiores.
