Программирование и комп-ры

Лаба по информатике


           Министерство общего и профессионального образования  РФ
                  Владимирский Государственный Университет



                                Кафедра УИТЭС



                           Лабораторная работа N2

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

                           С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ



                                                    Выполнил: ст. гр. УИ-198

                                                               Дмитриенко М.

                                                      Проверил: Андреев И.А.



                                Владимир 2000


Цель работы:  Изучение  принципов  построения  и  функционирования  АЛУ  для
сложения и вычитания чисел с  фиксированной запятой.

Введение: Обычно  в   АЛУ   операции  алгебраического  сложения  сводятся  к
арифметическому сложению кодов чисел путем  применения  дополнительного  или
обратного кодов для представления отрицательных чисел.
     Алгоритм выполнения  в  АЛУ арифметических операций зависит от того,  в
каком виде  хранятся  в  памяти  ЭВМ  отрицательные   числа,  в  прямом  или
дополнительном  коде.  В  последнем  случае  сокращается  время   выполнения
операции за счет исключения операции  преобразования   получаемого   в   АЛУ
дополнительного кода отрицательного результата в прямой код.

  Работа АЛУ: При выполнении  операции  сложения  положительные   слагаемые
представляются   в  прямом  коде,   а  отрицательные  -  в   дополнительном.
Производится сложение двоичных кодов,  включая  разряды  знаков.   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 переполнение 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
переполнения нет  и  при  нуле  в  знаковом  разряде  сумма  положительна  и
представлена в прямом коде, а при 1 в знаковом разряде сумма отрицательна  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
приведена 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 PrB 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   PrB   (первое   слагаемое   или
уменьшаемое) и Pr1 (второе слагаемое  или  вычитаемое);  Pr1  связан  с  PrA
цепями прямой и инверсной передачи кода.   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 сигналы  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 условии
           _____                                       ______     ________
     (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  сумматора.  Код  суммы
формируется на выходе схемы См и фиксируется в регистре PrCм.
     Операция алгебраического вычитания

     Z=X-Y=X+(-Y)

      может  быть  сведена  к  изменению  знака  вычитаемого  Y  и  операции
алгебраического   сложения.   Изменению   знака   соответствует    следующая
процедура:  принятый в Pr1 код числа знака передается  инверсно   в   PrА  и
при сложении осуществляется подсуммирование 1 в младший разряд сумматора.

Блок-схема работы АЛУ:



Выполнение лабораторной работы:
1) 2 + 3         00011 + 00010 = 00101 = 5
                 Пр=10   ->  5 > 0
2) 9 + 8         01000 + 01001 = 10001 = -1
                 Пр = 11 ->  переполнение
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  ->  переполнение
Вывод: проведя данную лабораторную работу, я изучил  принципы  построения  и
функционирования  АЛУ  для  сложения  и  вычитания  чисел  с   фиксированной
запятой.
-----------------------

                                   НАЧАЛО


Загружаем в Pr1 2-е слагаемое

Загружаем в PrВ 1-е слагаемое

(Pr1 и PrB) >0


                                Суммирование


                            Преобразование в О.К.

                                    О.К.


                      Формирование признака результата



                                    КОНЕЦ


                                     +1




смотреть на рефераты похожие на "Лаба по информатике"