3. Порядок выполнения лабораторной работы
Выбирается число разрядов исходных операндов и число разрядов сумматора (таблица 1), в зависимости от заданного варианта.
Описывается содержательный алгоритм (совокупная схема) выполнения арифметических операций сложения и вычитания, рисунок 1. В качестве примера, представлена содержательная граф-схема для разрядности операндов равной 8 разрядам и разрядности сумматора равной 4-м., учитывая следующие ограничения.
-
Операнд, записанный в регистре А, по модулю больше операнда регистра В
А>В.
-
При алгебраическом сложении и вычитании в результате не должно быть переполнения разрядной сетки.
-
Вычитание числа В из числа А выполняется по следующему правилу
А-В=А+(-В).
Производится кодирование микроопераций и условий (рисунок 1).
Таблица 1 – Разрядность операндов и сумматора
-
Номер варианта
Разрядность операндов
Разрядность сумматора
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
8
16
32
2
2
2
4
4
4
8
8
8
2
2
2
4
4
4
8
8
8
2
2
2
4
4
4
8
8
8
2
2
2
4
4
4
Р
исунок
1 – Содержательный алгоритм (совокупная
схема)
Р
исунок
2 – Структурный операционный автомат
для выполнения операции сложения
вычитания
Проектируется операционный автомат арифметико-логического устройства, представленный на рисунке 2. В регистры RgA и RgB производится запись чисел, заданных в прямых кодах, поступающих с шины Z. В RgC записывается результат операции сложения и вычитания чисел в двоичной системе счисления с использованием дополнительного кода. На шину Z поступает результат арифметической операции, заданный в прямом коде. В триггер переноса ТгР производится запись переноса из младшей части числа в старшую. Счетчик Ст вырабатывает управляющую информацию для мультиплексоров MUX и демультиплексора DMUX.
Производится описание микрокоманд и условий.
y1: RgA:=ШZ;
y2: RgB:= ШZ
y3: ТгР:=0; Ст:=0;
y4: RgB[0]:= RgB[0];
y5: RgC[ст];= RgA[ст] +RgB[ст]+ТгР;
y6: RgC[ст];= RgA[ст] -RgB[ст]-ТгР;
y7:Ст:=Ст+1;
y8: RgC[0]:=0;
y9: RgC[0]:=1;
y10: ШZ:=RgC;
x1: определение операции;
x2: RgA[0];
x3: RgB[0];
x14:Ст>1.
Затем производится программирование математической модели арифметических операций сложения вычитания чисел, заданных в прямых кодах с использованием дополнительных кодов на языке высокого уровня.
Математическая модель строится исходя из следующих ограничений.
-
Входные и выходные данные представляют собой двоичные векторы с заданной разрядностью.
-
Каждое устройство, включенное в схему операционного автомата, должно быть представлено в виде подпрограммы (функции, модуля).
-
Головная часть программы должна включать в себя последовательность микрокоманд и условных операторов и предусматривать возможности просмотра промежуточных результатов.