Арифметико-логические устройства

ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИАРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ.СТРУКТУРА АЛУ ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ И ВЫЧИТАНИЯЧИСЕЛ С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙЦель работы Изучение принциповпостроения и функционирования АЛУ для сложения и вычитания чисел сфиксированной запятой.Введение Обычно вАЛУ операции алгебраического сложения сводятся к арифметическому сложению кодовчисел

путем применения дополнительного или обратного кодов для представленияотрицательных чисел. Алгоритм выполнения в АЛУ арифметическихопераций зависит от того, в каком виде хранятся в памяти ЭВМ отрицательныечисла, в прямом или дополнительном коде. В последнем случае сокращается времявыполнения операции за счет исключения операции преобразования получаемого вАЛУ дополнительного кода отрицательного результата в прямой код.

Работа АЛУ При выполнении операции сложенияположительные слагаемые представляются в прямом коде, а отрицательные - вдополнительном. Производится сложение двоичных кодов, включая разряды знаков.Если при этом возникает перенос из знакового разряда суммы при отсутствиипереноса в этот разряд или перенос в знаковый разряд при отсутствии переноса изразряда знака, то имеется переполнение разрядной сетки соответственно приотрицательной и положительной суммах.

Если нет переносов из знакового разряда ив знаковый разряд суммы или есть оба эти переноса, то переполнения нет и при нулев знаковом разряде сумма положительна и представлена в прямом коде, а при 1 взнаковом разряде сумма отрицательна и представлена в дополнительном коде. Упрощеннаяструктурная схема АЛУ для операций сложения и вычитания n-разрядных n-й разрядзнаковый двоичных чисел с фиксированной запятой приведена на рис.1.Предполагается, что отрицательные числа хранятся в

памяти в дополнительномкоде. В состав АЛУ входят n-разрядный параллельныйкомбинационный сумматор См, регистр сумматора PrCм, входные регистры сумматораPrB и PrА, входной регистр АЛУ Pr1. Из оперативной памяти по входнойинформационной шине Шивк в АЛУ поступают операнды положительные числа в прямомкоде, а отрицательные в дополнительном. Операнды размещаются в PrB первоеслагаемое или уменьшаемое и

Pr1 второе слагаемое или вычитаемое Pr1 связанс PrA цепями прямой и инверсной передачи кода. Результат операции выдается изАЛУ в оперативную память по выходной информационной шине ШИвых. Записьинформации в регистры АЛУ осуществляется под управлением сигналов ПрРг1 иПрРгВ. Слово из Рг1 в РгА передается в прямом коде под действием управляющегосигнала ПрРгАП, в инверсном коде ПрРгАИ. Сигнал ПрРгСм управляет записьюрезультата в регистр сумматора

РгСМ, а сигнал ПрИШвых передачей содержимого РгСМв информационную шину. Код признака результатаформируется комбинационной схемой Пр, на выходы которой поступают выходныесигналы всех разрядов сумматора СМ, а также сигналы переноса из знаковогоразряда ПнСМ 0 и из старшего цифрового разряда ПнСМ 1 . Признак переполнения ПР 11 формируется, есливыполняется условие 1

ПнСМ 0 ПнСМ 1 ПнСМ 0 ПнСМ 1 Признак нулевого значения результата Пр 00формируется если 2 S СМ i 1 Признак положительного результата Пр 10формируется при условии 3 СМ 0 ПнСМ 0 ПнСМ 1 ПнСМ 0 ПнСМ 1 1 4 СМ 0 ПнСМ 0 ПнСМ 1 ПнСМ 0 ПнСМ 1 При выполнении алгебраического сложенияпоступившие в АЛУ коды операндов находятся в выходных регистрах PrB и

PrАсумматора. Код суммы формируется на выходе схемы См и фиксируется в регистреPrCм. Операция алгебраического вычитания Z X-Y X -Y может быть сведена к изменению знака вычитаемогоY и операции алгебраического сложения. Изменению знака соответствует следующаяпроцедура принятый в Pr1 код числа знака передается инверсно в PrА и присложении осуществляется подсуммирование 1 в младший

разряд сумматора.Выполнение лабораторной работы 1 2 3 00011 00010 00101 5 Пр 10 - gt 5 gt 02 9 8 01000 01001 10001 -1 Пр 11 - gt переполнение3 2 3 00011 10010 00011 11101 0 00001 00001 1 Пр 10 - gt 1 gt 04 3 2 00010 11000 О.К. 11110 00001 10001 ПК -1 Пр 01 - gt -1 lt 05 3 2 10010 ПК 10011 ПК 11101 ОК 11100 ОК 11001 00001 10101 ПК -5 Пр 01 - gt -5 lt 06 8 9 11001

ПК 11000 ПК 10110 ОК 10111 ОК 01101 00001 01110 14 Пр 11 - gt переполнениеВывод проведя данную лабораторную работу, я изучил принципы построения и функционирования АЛУдля сложения и вычитания чисел с фиксированной запятой.