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