Моделирование арифметико-логических операций.



 

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – это многофункциональное устройство, которое выполняет над входными числами различные арифметические и логические операции. УГО АЛУ приведено на рис. П.6.1.

Назначение АЛУ – обработка информации (операции +, –, <<, >>, и т. д.) и логические операции.

Структура АЛУ для сложения и вычитания чисел с фиксированной запятой. При выполнении сложения положительные слагаемые представляются в прямом коде, отрицательные – в дополнительном. Производится сложение двоичных кодов, включая разряды знаков. Если при этом возникает перенос из знакового разряда суммы при отсутствии переноса в этот разряд или перенос в знаковый разряд при отсутствии переноса из разряда знака, то имеется переполнение разрядной сетки соответственно при отрицательной и положительной суммах. Если нет переносов из знакового разряда и в знаковый разряд суммы или есть оба этих переноса, то переполнения нет и при 0 в знаковом разряде сумма положительна, а при 1 отрицательна и представлена в ДК.

Структура АЛУ для умножения чисел с фиксированной запятой (сумматор частичных произведений). В ЭВМ операция умножения чисел с фиксированной запятой с помощью соответствующих алгоритмов сводится к операциям сложения и сдвига. Произведение двух (n–1)-разрядных чисел может иметь 2(n–1) значащих разрядов. Т. о. при операции умножения целых чисел необходимо предусмотреть возможность формирования в АЛУ произведения, имеющего двойную по сравнению с сомножителем длину. В ЭВМ, в которых числа с фиксированной запятой являются дробями, младшие n–1 разрядов произведения часто отбрасываются (возможно, с операцией округления).

Для выполнения умножения АЛУ должно содержать регистры множимого, множителя и схемы формирования суммы частичных произведений – сумматор частичных произведений, в котором путем соответствующей организации передач производится последовательное суммирование частичных произведений.

Операция умножения состоит из n–1 [(n–1) – число цифровых разрядов множителя] циклов. В каждом цикле анализируется очередная цифра множителя, и если это 1, то к сумме частичных произведений прибавляется множимое, в противном случае прибавления не происходит. Цикл завершается сдвигом множимого относительно суммы частичных произведений либо сдвигом суммы частичных произведений относительно неподвижного множимого.

 

Обработка информации. Цикл управления фон Неймана.

 

Основные составные части компьютера: арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; устройство управления, которое организует процесс выполнения программ; запоминающее устройство (или память) для хранения программ и данных, которое состоит из пронумерованных ячеек, легко доступных для других устройств компьютера; внешнее устройство для ввода-вывода информации.

Основные составные части компьютера:

арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;

запоминающее устройство (или память) для хранения программ и данных, которое состоит из пронумерованных ячеек, легко доступных для других устройств компьютера;

внешнее устройство для ввода-вывода информации.

Принципы работы компьютера:

сначала с помощью внешнего устройства в память компьютер;) вводится программа;

устройство управления считывает содержимое ячейки памяти, где находится первая инструкция программы, и организует ее выполнение (арифметические или логические операции, чтение даннных с внешних устройств или из памяти, вывод данных на внешние устройства или запись в память);

переход на следующую (или заданную) ячейку памяти и выполнение следующей инструкции;

повторение предыдущих шагов.

Таким образом может быть организовано автоматическое (без вмешательства человека) выполнение всех инструкций программы Затем результаты выполненной программы должны быть выведет на внешние устройства (экран дисплея, листы бумаги принтера или внешняя память), и компьютер переходит в режим ожидания сигналов внешних устройств.


Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 296; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ