Моделирование работы арифметико-логического устройства при выполнении

Операций суммирования и умножения

Цель работы: моделирование работы арифметико-логического устройства при выполнении простейших арифметических операций – суммирования и умножения.

Краткие теоретические сведения

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – это многофункциональное устройство, которое выполняет над входными числами различные арифметические и логические операции. УГО АЛУ приведено на рис. П.6.1.

Рис. П6.1. УГО арифметико-логического устройства

Назначение АЛУ – обработка информации (операции +, –, < <, > >, и т. д.) и логические операции.

Структура АЛУ для сложения и вычитания чисел с фиксированной запятой. При выполнении сложения положительные слагаемые представляются в прямом коде, 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 этих переноса, то переполнения нет и при 0 в знаковом разряде сумма положительна, а при 1 отрицательна и представлена в ДК.

Структура АЛУ для умножения чисел с фиксированной запятой (сумматор частичных произведений). В ЭВМ операция умножения чисел с фиксированной запятой с помощью соответствующих алгоритмов сводится к операциям сложения и сдвига. Произведение двух (n–1)-разрядных чисел может иметь 2(n–1) значащих разрядов. Т. о. при операции умножения целых чисел необходимо предусмотреть возможность формирования в АЛУ произведения, имеющего двойную по сравнению с сомножителем длину. В ЭВМ, в которых числа с фиксированной запятой являются дробями, младшие n–1 разрядов произведения часто отбрасываются (возможно, с операцией округления).

Для выполнения умножения АЛУ должно содержать регистры множимого, множителя и схемы формирования суммы частичных произведений – сумматор частичных произведений, в котором путем соответствующей организации передач производится последовательное суммирование частичных произведений.

Операция умножения состоит из n–1 [(n–1) – число цифровых разрядов множителя] циклов. В каждом цикле анализируется очередная цифра множителя, и если это 1, то к сумме частичных произведений прибавляется множимое, в противном случае прибавления не происходит. Цикл завершается сдвигом множимого относительно суммы частичных произведений либо сдвигом суммы частичных произведений относительно неподвижного множимого.

Задание на лабораторную работу

1. Смоделировать работу одноразрядного сумматора, схема которого представлена на рис. П6.2.

Рис. П6.2.Схема моделирования одноразрядного сумматора

2. Создать блок одноразрядного сумматора в соответствии с рис. П6.3, и на его основе смоделировать схему перемножения двухразрядных двоичных чисел, представленную на рис. П6.4.

Рис. П6.3. Блок одноразрядного сумматора

Контрольные вопросы

1. Можно ли с помощью АЛУ умножить операнд на 2?

2. Какие из операций являются важнейшими для АЛУ?

3. Для чего в АЛУ используются дополнительные регистры?

4. Какие основные выводы АЛУ вам известны и для чего они используются?

5. Что означает понятие «аккумулятор» в АЛУ?

6. В каком случае АЛУ использует один входной порт? Два входных порта?

7. Перечислите операции, выполняемые АЛУ всех типов.

8. В чем отличие элементарных операций от микропрограммных?

9. АЛУ относятся к последовательностным или комбинационным устройствам? Почему?

Рис. П6.4. Схема перемножения двухразрядных двоичных чисел

Лабораторная работа № 7

Моделирование работы микропроцессора при выполнении операций умножения

Двоичных чисел

Цель работы: моделирование работы микропроцессора при выполнении операции умножения двоичных чисел.

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. AT : химич. Природа, строение, свойства, механизм специфического взаимодействия с АГ
2. AVC достигают макс. величины при этом объеме
3. Aбстрактные классы, используемые при работе с коллекциями
4. E) может быть необъективным, сохраняя беспристрастность
5. E) Способ взаимосвязанной деятельности педагога и учащихся, при помощи которого достигается усвоение знаний, умений и навыков, развитие познавательных процессов, личных качеств учащихся.
6. Else write('не принадлежит')
7. else write('не принадлежит')
8. Gerund переводится на русский язык существительным, деепричастием, инфинитивом или целым предложением.
9. I. Общие обязанности машиниста перед приёмкой состава в депо.
10. I. Понятие и система криминалистического исследования оружия, взрывных устройств, взрывчатых веществ и следов их применения.
11. I. Предприятия крупного рогатого скота
12. I. Прием и отправление поездов