Организация вычислений в БЭВМ. Сдвиги, арифметические и логические операции. Цикл выборки команды
В БЭВМ данные представляются 16-разрядными двоичными числами.
- Беззнаковые числа используются для представления чисел: .
- Знаковые числа представляются в дополнительном коде в промежутке , что позволяет выполнять операции сложения и вычитания с помощью одного и того же сумматора АЛУ.
Основные арифметические операции выполняются арифметико-логическим устройством (АЛУ).
ADD — выполняет сложение содержимого аккумулятора и операнда.
INC / DEC — увеличивает / уменьшает содержимое аккумулятора на единицу
SUB — выполняет вычитание операнда из содержимого аккумулятора (сложение аккумулятора с доп. кодом операнда)
NEG — изменяет знак (доп. код: инвертирует все биты числа и прибавляет 1)
AND — выполняет побитовую логическую операцию «И» над содержимым аккумулятора и операнда.
OR — выполняет побитовую логическую операцию «ИЛИ» над содержимым аккумулятора и операнда ( NOT( NOT(A) AND NOT(B)) )
NOT — выполняет побитовую инверсию содержимого аккумулятора.
ROL и ROR — выполняют циклический сдвиг содержимого аккумулятора и регистра переноса (Carry), которые рассматриваются как единое кольцо.
ASL и ASR — выполняют арифметические сдвиги влево и вправо соответственно.
Арифметические сдвиги позволяют реализовать умножение и деление на степени двойки.
Цикл выборки команды
Перед выполнением команды процессор должен считать её из памяти и определить её тип. В БЭВМ цикл выборки команды описывается следующей последовательностью микрокоманд:
IP → BR, AR
BR + 1 → IP; MEM(AR) → DR
DR → CR
if CR(15) = 1 then GOTO CHKBR @ 09
if CR(14) = 1 then GOTO CHKABS @ 0C
if CR(13) = 1 then GOTO CHKABS @ 0C
if CR(12) = 0 then GOTO ADDRLESS @ 78
GOTO IO @ C2
На первом этапе содержимое счетчика команд IP передается в буферный регистр BR и регистр адреса AR. Затем счетчик команд увеличивается на единицу, а из памяти по адресу, находящемуся в AR, считывается команда и заносится в регистр данных DR. После этого команда переписывается в регистр команд CR. Далее устройство управления анализирует старшие биты команды и определяет её тип, после чего осуществляется переход к соответствующей микропрограмме выполнения команды.