1.2. Інструкції арифметичних операцій:

1) ADD ADR – арифметичне додавання (від англ. Addition -додавання)

Машинний код – 0010 aaaa aaaa aaaa; виконання – Акумулятор + (ADDR)  Акумулятор.

Ця інструкція виконує додавання вмісту акумулятора і числа з комірки пам’яті, на яку вказує адреса ADR, та записує результат назад до акумулятора. Перші 4 розряди машинного коду містять код операції додавання – 0010, а решта 12 розрядів – адресу у пам’яті 2-го операнда, що буде додаватись. Знову звернемо увагу на центральну позицію акумулятора, який постачає одне з двох чисел для додавання та зберігає результат.

Можна не переживати, що результат знищить одне з 2-х чисел, яке перед виконанням дії додавання було записано з пам’яті до акумулятора, бо воно залишилося у пам’яті за своєю адресою. Проте, якщо операнд був записаний в акумулятор як результат виконання попередньої інструкції і не був збережений у пам’яті, то тоді він пропаде – буде “затертий” новим значенням акумулятора.

Нехай нам потрібно додати 3 числа, які знаходяться у 21-й, 22-й та 23-й комірках пам’яті, а результат необхідно зберегти в 25-й комірці. Відповідна програма у мнемонічних кодах матиме вигляд:

Машинний код	Мнемонічний запис	Коментар
0000 0000 0001 0101	LOAD 21	зчитування 1-го операнда з пам’яті до акумулятора
0010 0000 0001 0110	ADD 22	додавання вмісту акумулятора (числа з 21-ої комірки) і вмісту 22-ої комірки пам’яті. Тепер у акумуляторі знаходиться перший проміжний доданок
0010 0000 0001 0111	ADD 23	додавання першого проміжного доданку, що знаходиться у акумуляторі, з вмістом 23-ої комірки пам’яті. Тепер у акумуляторі – другий проміжний доданок – результат додавання трьох чисел
0001 0000 0001 1001	STORE 25	збереження результату у 25-й комірці пам’яті. Числовий код результату копіюється до 25-ї комірки і він же залишається у акумуляторі. У машинних кодах ця програма матиме наступний вигляд

2) SUB ADR – віднімання (від англ. Subtraction - віднімання).

Машинний код – 0011 aaaa aaaa aaaa; виконання: Акумулятор – (ADDR)  Акумулятор.

Ця інструкція виконує віднімання від вмісту акумулятора значення вмісту комірки пам’яті з адресою, що вказана у полі ADR, і записує результат назад до акумулятора. Код операції віднімання – 0011, а решту 12 розрядів займає адреса комірки, вміст якої буде відніматися. Інші властивості цієї інструкції співпадають із властивостями інструкції додавання ADD.

1.3. Призначення Регістру Ознак

Відповідно до обмежень, які закладені у архітектурі любого комп’ютера, у тому числі і нашого навчального – симулятора DeComp, результат виконання арифметичних і більшості інших інструкцій необхідно аналізувати для визначення його певних особливостей. Що саме:

- потрібно відрізняти додатні і від’ємні числа;

- потрібно визначати стан, коли результат виконання інструкції дорівнює нулю;

- потрібно визначати переповнення розрядної сітки акумулятора.

Для фіксації цих станів існує регістр ознак у процесорі, який має три тригери: Z, S i C. На панелі навчального комп’ютера він розміщений біля акумулятора.

Прапорець Z (Zero - нуль) встановлюється у 1 (світиться), якщо результат операції дорівнює 0. Зрозуміло, що для команди ADD ця ознака встановиться лише у випадку, якщо до 0 додати 0, або якщо додаються два однакових числа з протилежними знаками.

Прапорець S (Sign - знак) встановлюється в 1, якщо результат операції – від’ємне число. Знову ж таки, інструкція ADD не може дати від’ємного результату за винятком чисел у доповняльному коді, яких ми поки-що не розглядаємо. Зрозуміло, якщо віднімати від меншого числа більше інструкцією SUB, отримаємо ознаку від’ємного результату S.

Прапорець C (Carry - перенос) встановлюється в 1, коли у результаті арифметичної операції (додавання чи віднімання) виникає перенос із старшого розряду результату або при виконанні операції зсуву вправо чи вліво крайній розряд числа вийшов за межі розрядної сітки. Так, наприклад, перенос виникне і, відповідно, встановиться тригер C, якщо додати два 16-ти розрядних числа у 16-ти розрядному процесорі:

- результат – 17-ти розрядне число.

Відслідковувати виникнення переносу (ознака – C) або від’ємного результату (ознака – S) повинен сам програміст і це дуже важлива задача, оскільки є головною умовою отримання коректного, правильного результату. Адже, наприклад, у розглянутому прикладі, якщо не врахувати виникнення переносу, отримаємо: 22 375 + 47 733 = 4 572 (замість 70 108). Які дії треба виконувати для корекції помилкових результатів – це питання буде розглядатися при вивченні алгоритмів виконання арифметичних операцій у наступних роботах.

Деколи різні ознаки результату можуть з’являтися одночасно. Які ознаки встановлюються і якою інструкцією подано на рис. 2.3. Наприклад, інструкція віднімання SUB може встановлювати усі три ознаки: Z, S та C. Насправді, операція віднімання здійснюється з використанням доповняльного коду, з яким ми познайомимось трохи пізніше.