Алгоритм работы АЛУ при умножении чисел с фиксированной запятой

В зависимости от способа формирования суммы частичных произведений различают несколько методов выполнения умножения и соответствующие им структуры АЛУ. В данном АЛУ используется умножение, начиная с младших разрядов (мл.р.) множителя, со сдвигом суммы частичных произведений вправо и при неподвижном множимом (рис.6.4).

Рг множителя (Рг2)

→ Сумматор

частных произведений

Рг множимого (Рг1)

Рис. 6.4. Схема выполнения умножения

Регистр множителя и сумматор частичных произведений имеют цепи сдвига вправо. Последовательность действий в каждом цикле выполнения умножения определяется младшим разрядом регистра множителя. Этот разряд анализируется УУ. Согласно значению разряда (0 или I) вырабатывается соответствующее управляющее воздействие. Если мл.р. равен I, осуществляется сложение СМ + Рг1, а затем сдвиг частичного произведения на I разряд вправо. Если мл.р. равен 0, то происходит просто сдвиг частичного произведения на I разряд вправо. При сдвиге множителя вправо старшие разряды Рг2 осво­бождаются и на их место поступают младшие разряды, вытесняемые при сдвиге из СМ. После выполнения умножения старшие разряды произведения находятся в РгЗ (выполняющего роль Pr сумматора, где накапливаются частичные произведения), младшие – в Рг2.

Для выполнения умножения чисел, представленных в прямом коде предварительно выполняются операции пересылки операндов. При этом операнды анализируются на 0. При равенстве нулю хотя бы одного сомножителя умножение не производится, а произведе­нию присваивается нулевое значение.

В АЛУ при умножении выполняются следующие микрооперации:

I. В РгЗ засылается множимое, в Рг1 - множитель (рис. 5.5) Производится анализ их знаковых разрядов.

Если X1=Х2, то по сигналу Y8; Рг [ Зн] : = 0

Если X1 не равно X2,то по Y7;Y8; Рг1 [Зн]: = 1;

В Рг1 [ Зн] - хранится знак произведения.

Рис. 6.5. Схема пересылок в АЛУ при умножении

2.Засылка значащих разрядов множителя в Рг2:
по Y3; Y12; Рг2 [ I -n]: = Рг1 [I - n].

3.Засылка значащих разрядов множимого в Рг1:
по Y6; Y9;Pr1[1-n]: = РгЗ [ I - n] :

4. Установка начального значения суммы частичных произведений: по Y14; Y15; РгЗ: = 0.

5. Засылка в счетчик тактов числа циклов умножения: по Y30; СчТ:=n.

6. Умножение модулей операндов начинается с анализа мл.р.
множителя Рг2.

Если Х3= I, то по Y3; Y5; Y6; Y14; Y15; выпол­няется суммирование: РгЗ: = РгЗ + Рг1 (1-n) ; после чего организуется сдвиг суммы частичных произведений и множителя на I разряд вправо; _

по y4; y20A ; y12; Рг2 [ I -n ] : = Рг2 [1 - n] ;

по Y5; Y6; T20; Y14; Y15; РгЗ: = Рг3.

Вытесненный старший разряд [n] суммы частичных произведений при сдвиге из сдвигателя СД [ n + I ] переходит на место младшего разряда в Рг2 по Y11;

Если X3=0, то выполняется только сдвиг суммы частичных произведений и множителя на I разряд вправо.

7. После выполнения цикла умножения производится анализ счетчика:

по Y31; СчТ: = СчТ - I; СчТ = 0 ?

Если СчТ=0, осуществляется очередной цикл умножения. Если СчТ=0, осуществляется переход к следующим микроопе­рациям.

8. Результату умножения присваивается знак:
по Y1;Y14; РгЗ [Зн] : - Рг1[3н] .

В РгЗ хранятся старшие разряды произведения, а в Рг2 -младшие.

9. После выполнения операции умножения содержимое регист­ров РгЗ и Рг2 выдается на шину данных.

Задание для работы на занятии

1. Изучить структуру АЛУ, алгоритм его работы при выполнении различных операций.

2. Подготовить по вариантам, указанным преподавателем, исходные данные для обработки. Для этого выполнить перевод чисел в машинные коды, выполнить над машинными кодами в тетради операции сложения и умножения.

3. Составить структурные схемы алгоритмов сложения и умножения двух чисел с учетом схемотехники АЛУ и его характеристик. Записать последовательности управляющих сигналов для операторов каждого из алгоритмов.

4. Произвести анализ результатов, сделать выводы.

Вопросы для самоконтроля

I Назначение и состав центрального процессора.

2. Пояснить функции устройств процессора при выборе из ОЗУ адресной команды сложения и ее выполнение.

3. Пояснить работу процессора при поступлении от УВВ запросана прерывание для обмена информацией.

4. Перечислить основные характеристики АЛУ и дать имопределения.

б. От чего зависит выбор структуры и типа АЛУ?

6.От чего зависитточность и быстродействие АЛУШТ

7. Пояснить работу АЛУ при использовании обратных и дополнительных кодов в операциях сложения.

8. С какой целью используются модифицированные коды?

9. Пояснить работу АЛУ при выполнении операции умножения.

I0. Что является признаком переполнения разрядной сетки

при выполнении сложения?

11. Сравнить АЛУ для чисел о фиксированной иплавающей запятой.