ВИВЧЕННЯ ПРИНЦИПІВ ОРГАНІЗАЦІЇ арифметико-логічних пристроїв.
СТРУКТУРА АЛУ ДЛЯ додавання і віднімання чисел з фіксованою Кома
Мета роботи: Вивчення принципів побудови і функціонування АЛП для додавання і
віднімання чисел з фіксованою комою.
Вступ: Звичайно в АЛП операції алгебраїчного складання зводяться до
арифметичного складання кодів чисел шляхом застосування додаткового або
зворотного кодів для представлення від'ємних чисел.
Алгоритм виконання в АЛП арифметичних операцій залежить від того, в якому вигляді
зберігаються в пам'яті ЕОМ негативні числа, в прямому або додатковому коді. В
останньому випадку скорочується час виконання операції за рахунок виключення
операції перетворення одержуваного в АЛП додаткового коду негативного
результату в прямий код.
Робота АЛУ: При виконанні операції додавання позитивні складові
представляються у прямому коді, а негативні - в додатковому. Проводиться
додавання двійкових кодів, включаючи розряди знаків. Якщо при цьому виникає перенесення
з знакового розряду суми при відсутності переносу в цей розряд або перенесення в
знаковий розряд при відсутності переносу з розряду знака, то є
переповнення розрядної сітки відповідно при негативною і позитивною
сумах. Якщо ні переносів із знакового розряду і в знаковий розряд суми або
є обидва ці перенесення, то переповнення немає і при нулі в знаковому розряді сума
позитивна і представлена в прямому коді, а при 1 у знаковому розряді сума
негативна і представлена в додатковому коді.
Спрощена структурна схема АЛП для операцій додавання і віднімання n-розрядних
(n-й розряд знаковий) двійкових чисел з фіксованою комою наведена на мал.1.
Передбачається, що від'ємні числа зберігаються в пам'яті в додатковому коді.
До складу входять АЛП n-розрядний паралельний комбінаційний суматор См, реєстр
суматора PrCм, вхідні регістри суматора PrB і PrА, вхідний регістр АЛП Pr1.
З оперативної пам'яті за вхідною інформаційній шині обшивки в АЛП надходять
операнди: позитивні числа в прямому коді, а негативні в додатковому.
Операнди розміщуються в PrB (перший доданок або зменшується) і Pr1 (другий
доданок або віднімається); Pr1 пов'язаний з PrA ланцюгами прямий і інверсної передачі
коду. Результат операції видається з АЛП в оперативну пам'ять за вихідний
інформаційній шині ШІвих. Запис інформації в регістри АЛП здійснюється під
управлінням сигналів ПрРг1 і ПрРгВ. Слово з Рг1 в РДА передається в прямому коді
під дією керуючого сигналу ПрРгАП, в інверсно коді ПрРгАІ. Сигнал
ПрРгСм управляє записом результату в регістр суматора РгСМ, а сигнал ПрІШвих
передачею вмісту РгСМ в інформаційну шину.
Код ознаки результату формується комбінаційної схемою Пр, на виходи якої
надходять вихідні сигнали всіх розрядів суматора СМ, а також сигнали перенесення
з знакового розряду ПнСМ [0] і з старшого цифрового розряду ПнСМ [1].
Ознака переповнення (ПР = 11) формується, якщо виконується умова
(1) ПнСМ [0]/ПнСМ [1]/ПнСМ [0]/ПнСМ [1] = 1
Ознака нульового значення результату Пр = 00 формується якщо
(2) S СМ [i] = 1
Ознака позитивного результату Пр = 10 формується за умови
(3) СМ [0] (ПнСМ [0]/ПнСМ [1]/ПнСМ [0]/ПнСМ [1] = 1
(4) СМ [0] (ПнСМ [0]/ПнСМ [1]/ПнСМ [0]/ПнСМ [1]
При виконанні алгебраїчного складання надійшли в АЛП коди операндів
знаходяться в вихідних регістрах PrB і PrА суматора. Код суми формується на
виході схеми См і фіксується в регістрі PrCм.
Операція алгебраїчного віднімання
Z = X-Y = X + (-Y)
може бути зведена до зміни знаку віднімається Y та операції алгебраїчного
складання. Зміні знака відповідає наступна процедура: прийнятий у Pr1 код
числа знака передається інверсно в PrА і при складання здійснюється
подсуммірованіе 1 в молодший розряд суматора.
Виконання лабораторної роботи:
1) 2 + 3 00011 + 00010 = 00101 = 5
Пр = 10 -> 5> 0
2) 9 + 8 01000 + 01001 = 10001 = -1
Пр = 11 -> переповнення
3) -2 + 3 00011 + 10010 = 00011 + 11101 = 00000 + 00001 = 00001 = 1 Пр 10 -> 1>
0
4) -3 + 2 00010 + 11000 (О.К.) = 11110 + 00001 = 10001 (ПК) = -1
Пр = 01 -> -1 <0>
5) -3 -2 10010 (ПК) + 10011 (ПК) = 11101 (ОК) + 11100 (ОК) = 11001 + 00001 = 10101
(ПК) = -5
Пр = 01 -> -5 <0>
6) - 8 - 9 11001 (ПК) + 11000 (ПК) + 10110 (ОК) + 10111 (ОК) = 01101 + 00001 =
01110 = 14
Пр = 11 -> переповнення
Висновок: провівши дану лабораторну роботу, я вивчив принципи побудови і
функціонування АЛП для додавання і віднімання чисел з фіксованою комою.