logo
AOM / Мельник А

7.3. Елементарні операції арифметико-логічного пристрою

Складні операції в АЛП реалізуються як послідовність елементарних, тому АЛП бу­дується на основі комбінаційних схем КС, які виконують елементарні операції. До типо­вих елементарних операцій належать:

■ зсув - зміщення кодів, які зберігаються в регістрі, вліво або вправо на задане число розрядів;

242

■ додавання до слова 1 або -1 - операція рахунку;

Елементарні операції є основою для виконання більш складних операцій процесора. Алгоритми виконання цих операцій представляються як послідовність елементарних, які називаються мікрокомандами, а набір мікрокоманд мікропрограмами Більше того, в більшості сучасних комп'ютерів елементарні операції входять до складу їх системи ко­манд, не дивлячись на наявність в складі системи команд складних операцій, які вима­гають виконання великої кількості елементарних, наприклад операцій компресії даних, шифрування даних і т. д. Це пояснюється двома причинами: наявність в складі системи команд комп'ютера команд виконання елементарних операцій забезпечує його універ­сальність, і, крім того, ці операції виконуються гранично швидко, що дозволяє досягти високих тактових частот роботи процесора

На основі комбінаційних схем для виконання вищеназваних елементарних операцій синтезуються вузли АЛП для виконання складних операцій, що буде показано далі

Арифметико логічний пристрій для виконання елементарних операцій наявний в кожному універсальному комп'ютері Розглянемо побудову стандартного 4-розрядного АЛП, функціональне позначення та входи виходи якого показано на рис. 7.5. Інтерфейс АЛП включає дві вхідних (А і В) та одну вихідну 4-розрядні шини даних. Дані з вхідних шин обробляються в АЛП відповідно до значення двійкового коду на входах керування М та S0-S3.Результат обробки поступає на вихідну шину F.

Для нарощування розрядності такі АЛП об'єднуються шляхом відповідного з'єд­нання входів переносу С. та С . Основою АЛП служить суматор, що виконує операцію додавання двох чисел, схема якого доповнюється відповідними логічними елементами для розширення функцій та забезпечення переключення з однієї операції на іншу. Вхід

243

M (mode) задає тип виконуваної операції: логічна (М=1) чи арифметико-логічна (М=0). Виходи G і Н задають функції генерації і прозорості, які використовуються для органі­зації паралельних переносів при нарощуванні розрядності АЛП з використанням схем прискореного переносу. Вихід А=В є виходом порівняння кодів А та В на збіжність. Перелік операцій, виконуваних описаним АЛП, приведено в табл. 7.1.

В таблиці прийняті наступні позначення: OR - операція диз'юнкції, AND - операція кон'юнкції, XOR - операція нерівнозначності,"+" - операція додавання,"-" - операція від­німання. Позначенням 1 та 0 в таблиці відповідають двійкові коди відповідно 1111 та 0000. Вхідний перенос поступає в молодший розряд слова, тобто до слова додається код 000С.