Лабораторная работа 2 по информатике : Информатика - на REFLIST.RU

                    Лабораторная работа 2

         ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИ АРИФМЕТИКО-
                    ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.
          СТРУКТУРА АЛУ ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯ ЧИСЕЛ
                    С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ

    Ц е л ь  р а б о т ы:  Изучение принципов построения и функ-
ционирования АЛУ для сложения и вычитания чисел с  фиксированной
запятой.

                        В в е д е н и е.

     Обычно в  АЛУ  операции алгебраического сложения сводятся к
арифметическому сложению кодов чисел путем  применения  дополни-
тельного или обратного кодов для представления отрицательных чи-
сел.
     Алгоритм выполнения  в  АЛУ арифметических операций зависит
от того, в каком виде хранятся в памяти ЭВМ отрицательные  числа
в прямом или дополнительном. В последнем случае сокращается вре-
мя выполнения операции за счет исключения операции  преобразова-
ния  получаемого  в  АЛУ дополнительного кода отрицательного ре-
зультата в прямой код.

                        А л г о р и т м

        алгебраического сложения двоичных чисел с фикси-
     рованной запятой  при  использовании  дополнительного
          кода для представления отрицательных чисел.

   При выполнении  операции  сложения  положительные   слагаемые
представляются  в прямом коде,  а отрицательные - в дополнитель-
ном.  Производится сложение двоичных кодов, включая разряды зна-
ков.  Если при этом возникает перенос из знакового разряда суммы
при отсутствии переноса в этот разряд  или  перенос  в  знаковый
разряд при отсутствии переноса из разряда знака,  то имеется пе-
реполнение разрядной сетки соответственно  при  отрицательной  и
положительной суммах.  Если нет переносов из знакового разряда и
в знаковый разряд суммы или есть оба эти переноса, то переполне-
ния нет  и  при  нуле  в  знаковом  разряде сумма положительна и
представлена в прямом коде, а при 1 в знаковом разряде сумма от-
рицательна и представлена в дополнительном коде.
     Упрощенная структурная схема АЛУ для  операций  сложения  и
вычитания  n-разрядных  (n-й  разряд  знаковый) двоичных чисел с
фиксированной запятой пpиведена на рис.1. Предполагается, что
 отрицательные числа хранятся в памяти в дополнительном коде.
     В состав АЛУ входят n-разрядный параллельный комбинационный
сумматор См,  регистр сумматора PrCм, входные регистры сумматора
PrВ и PrА, входной регистр АЛУ Pr1.
     Из оперативной памяти по входной информационной шине ШИвк
в АЛУ поступают операнды:  положительные числа в прямом коде,  а
отрицательные в дополнительном. Операнды размещаются в PrВ (пер-
вое слагаемое или уменьшаемое) и Pr1 (второе слагаемое или вычи-
таемое); Pr1 связан с PrA цепями прямой и инверсной передачи ко-
да.  Результат операции выдается из АЛУ в оперативную память  по
выходной информационной шине ШИвых. Запись информации в регистры
АЛУ осуществляется под управлением сигналов ПрРг1 и ПрРгВ. Слово
из Рг1 в РгА передается в прямом коде под действием управляющего
сигнала ПрРгАП, в инверсном коде ПрРгАИ. Сигнал ПрРгСм управляет
записью результата в регистр сумматора РгСМ,  а сигнал ПрИШвых -
передачей содержимого РгСМ в информационную шину.
     При выполнении операции в АЛУ  помимо  результата  операции
формируется 2-х разрядный код признаком результата  ПР,  который
принимает следующие значения:

     Результат операции             Признак результата
           = 0                          0       0
           < 0                          0       1
           > 0                          1       0
     Переполнение                       1       1

     Код признака  результата  формируется комбинационной схемой
Пр, на выходы которой поступают выходные сигналя  всех  разрядов
сумматора СМ,  а  также  сигналы  переноса  из знакового разряда
ПнСМ[0] и из старшего цифрового разряда ПнСМ[1].
     Признак переполнения (ПР=11) формируется,  если выполняется
условие           _______  _______
     (1) ПнСМ[0]/\ПнСМ[1]\/ПнСМ[0]/\ПнСМ[1]=1
     Признак нулевого значения результата Пр=00 формируется если
        n-1 ____
     (2) /\ СМ[i]=1
        i=0
     Признак положительного результата Пр=10 формируется при ус-
ловии
         _____                   ______   ______
     (3) СМ[0](ПнСМ[0]/\ПнСМ[1]\/ПнСМ[0]/\ПнСМ[1]=1
     отрицательного результата Пр=01-при условии
                                 _______  ______
     (4) СМ[0](ПнСМ[0]/\ПнСМ[1]\/ПнСМ[0]/\ПнСМ[1]

     При выполнении алгебраического сложения поступившие  в  АЛУ
коды операндов находятся в выходных регистрах PrB и PrА суммато-
ра. Код суммы формируется на выходе схемы См и фиксируется в ре-
гистре PrCм.
     Операция алгебраического вычитания
     Z=X-Y=X+(-Y)
     может быть сведена к изменению знака вычитаемого Y и опера-
ции алгебраического сложения. Изменению знака соответствует сле-
дующая процедура:  принятый в Pr1 код числа знака передается ин-
версно  в  PrА и при сложении осуществляется подсуммирование 1 в
м7843ФИЕ