3. Общая последовательность сложения чисел с пт

При сложении определяется сумма С = А + В, где:

А – слагаемое;

В – слагаемое;

С – сумма.

Перед выполнением операции числа записаны в оперативной памяти в прямом коде. Для выполнения операции числа должны быть считаны из памяти и переданы в АЛУ. Особенностью сложения чисел с ПТ является то, что в общем случае операнды могут иметь различные порядки, поэтому перед суммированием мантисс необходимо выровнять порядки. После анализа знака разности порядков, мантисса числа с меньшим порядком сдвигается вправо на величину разности порядков. При этом могут быть потеряны младшие разряды мантиссы. Так как операция сложения проводится с учетом знака, то числа представляются в дополнительном коде. При сложении в дополнительном коде представляются оба слагаемых, если они отрицательны. В остальных случаях числа представляются в прямом коде. Сложение выполняется в сумматоре, на выходе которого формируется результат операции сложения.

Для уменьшения погрешности выполняется округление результата. После суммирования результат может оказаться ненормализованным, в этом случае необходима его нормализация. Полученный результат может быть отрицательный, в этом случае он представлен в дополнительном коде. Перед записью результата в оперативную память результат преобразуется в прямой код. Кроме результата с помощью специальных схем определяются признаки результата.

4. Структурная схема алу

Структурная схема АЛУ строится в соответствии с общей последовательностью операции сложения. АЛУ имеет типовую структуру, представленную на рисунке 2.

Для выполнения каждого действия в операционном блоке АЛУ должны быть предусмотрены соответствующие узлы. Так для хранения исходных чисел (А и В) на время выполнения операции в состав АЛУ должны входить два регистра. Для сложения чисел в операционном блоке должен быть сумматор. Обычно сумматор выполняется в виде комбинационной схемы, поэтому для фиксации результата операции он должен иметь регистр сумматора.

Для определения признака результата должны использоваться схемы, которые объединяются в общую схему формирования признаков результата.

Соединив основные узлы операционного блока между собой информационными связями,

а также операционный блок и блок управления управляющими связями, получим структурную схему АЛУ, представленную на рисунке 2.

ОП

Шина данных

Регистр А

М Р

Схема анализа

Мантиссы на нуль

Сигнал

начала

операции

Регистр В

М Р

Управляющие сигналы

Схема анализа порядкана нуль

Сигнал

Схепма округления

готов-

ности

ПК ДК ПК ДК

Сумматор М Сумматор Р

Регистр сумматора

Признаки результата

5. Алгоритм сложения чисел в АЛУ

Алгоритм сложения составляется в соответствии с общей последовательностью сложения и структурной схемой АЛУ. Микропрограмма сложения чисел в АЛУ в виде схемы алгоритма представлена на рисунке 3. Здесь под микропрограммой понимается последовательность микроопераций. Микрооперация – элементарная операция, для управления которой достаточно одного управляющего сигнала.

Перед началом операции числа находятся в оперативной памяти. Если АЛУ не занято выполнением очередной операции, то блок управления находится в исходном состоянии и выдает сигнал готовности.

Блок управления начинает работу, если на него поступает код операции (оператор 1). В данном случае выполняется только одна операция, поэтому код операции является одновременно и сигналом начала операции.

Выполнение операции начинается с того, что числа А и В последовательно считываются из оперативной памяти и записываются в регистры РгА и РгВ (операторы 2 и 3).

Для сложения двух чисел с ПТ необходимо, чтобы их порядки были одинаковы. После извлечения чисел из ОП, вычисляется разность порядков dP(оператор 4). ЕслиdPне равно 0, то необходимо выравнивание порядков (оператор 6). Для помещения чисел в сумматор, необходимо учитывать знак чисел, для представления их в соответствующем коде (прямой или дополнительный). Операторы 7, 8 и 9 выполняют эту функцию: Если А<0 и В<0, то оба числа отправляем в сумматор в дополнительном коде (ДК) – оператор 11. Если А<0, аB>0 то число В заносится в сумматор в прямом коде (ПК) – оператор 10. Если А>0,а В<0, то число А заносится в сумматор в ПК, а В в ДК – оператор 13. Если А>0 иB>0 то оба числа заносятся в сумматор в ПК – оператор 12. Оба числа поступают на входы сумматора одновременно, при этом на выходах сумматора формируется значение суммы, которое записывается в регистр сумматора.

После сложения необходимо провести нормализацию результата (оператор 14). Для уменьшения погрешности выполняем округление результата (оператор 15). Полученная сумма анализируется в схеме формирования признака результата (оператор 16). Если число отрицательное (оператор 17) то результат преобразовывается в ПК и записывается в ОП (операторы 18 и 19), если нет, то результат просто заносится в ОП (оператор 19).

Приведённая схема является упрощённой.