Контрольная работа: Построение арифметико-логического устройства для выполнения операции умножения целых чисел

В состав АЛУ входят:

· многоразрядный сумматор

· совокупность регистров с цепями сдвига и обратными связями

Любая выполняемая операция в АЛУ представляется последовательностью микроопераций устройством управления, в соответствии с кодом операции текущей команды.

В состав входят:

· рабочий регистр – регистр, имеющий N разрядов

· рабочий регистр сумматора

· параллельный комбинационный N разрядный сумматор

· выходной N разрядный регистр сумматор

· Логическая схема Пр, формирующая признаки результатов выполнения операций.

Каждый регистр оснащается схемами управления, которые позволяют подключить входные цепи к разрядам регистров для их установки, либо выходные цепи для считывания содержимого разрядов регистров (регистр сумматор). Информация из регистра 1 может передаваться в регистр А, либо с использованием прямых кодов, извлекаемых из основных выходов триггеров в составе регистров, либо с использованием инверсных кодов, извлекаемых из инверсных выходов соответствующих триггеров

Входные операнды представляются позиционными входами:

,

где

Xi – значение i -того разряда.

- старший разряд двоичного поля, выделяемый для хранения знака.

Для представления двоичных чисел может использоваться прямой код, обратный и дополнительный.

Прямой код:

Используя 4-х разрядное битовое поле, десятичное число 3 можно представить в следующем виде:

3пр = 0011

-3пр = 1011

Старший разряд определяет знак числа, а числовые разряды определяют значение числа.

1. Для выполнения арифметических операций с операндами, представленными в виде двоичного поля, имеющими одинаковый код производится суммирование числовых разрядов операторов. Знак результата совпадает со знаком операнда.

2. Если операнды имеют разные знаки, то необходимо определить вначале операнд с большими значениями, из которого вычесть числовые разряды операнда с меньшим значением. Знак результата совпадает со знаком операнда, большего по модулю.

Как следует из описания операции с операндами, представленными в прямом коде, операция имеет достаточно высокую трудоемкость. Поэтому в целях экономии аппаратных и временных ресурсов для представления отрицательных операндов используют обратный или дополнительный коды. Обратный код для определения отрицательных чисел записывается как дополнение к числу, которое может размещаться в числовых разрядах соответствующего числа.

Xобр X<0

Чтобы получить обратный код достаточно каждый разряд двоичного поля заменить инверсным значением: -3обр = 1100