Файл: Корнейчук В.И. Арифметические устройства ЭЦВМ учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 24.07.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

2. Построить БМУ для БУ,работающего по методу заготов­ ки чисел,кратных множимому при <* = 4.

3. Построить комбинационные схемы,реализующие таблицы произведений и переносов при условии,что десятичные цифры представлены: а/ двоично-десятичным кодом с веса­ ми 8,4,2,1; б/ кодом с избытком 3.

4. Разработать цепи выдачи обратного кода с регистра при условии а/ и б/ из задачи 3.

fin Si SZ MDPl

R

-k -49*0 BK2r

1

-3 -49*3

BKZMXl 2

-2 -9 -9

BKI.BKI 2

-/ -9*0

BKI,-

V.

0 *0*0

-

О

1 *9 * 0

алѵ -

/

2*9*9 8Ki.&xi &

3*49*9 вк2,ва &

4*49*0 BKZ,- ! J1 149*3 BKB.Sxi 2

Рис. 3.9-3

 

ВініЗBL*ty

К зі

ач

о

о

/

!

2,

3

2

Ч

S

3

6

?

Ч

8

9

S

О

і

6

2

3

7

Ч

д'

8

6

7

9 &

3

Рис. 3.9-Ч

ак

Is, 18а| РУ Iflnh

I КС

 

 

BM.У

SJ

УЙп

cc

 

t.ltulU

 

 

К с

 

вк

ПС

Р Z.

Р Х

ПК.пС

 

 

Рос. 3.9-7

 

1

£

г I а

£

7

i . I

1

 

 

7

Оо о о ОиОo_о a

[7 О 1 Z 3 9 □ 6 7 8 9

*3 2 4_6 a

в.\6 о 3 6 3 a S 1 4 IE \Цо 4 я a 3 a 4 A 2_£2 о a 4 б

£ 1о £ о 3 a a 0 £ О£

6 g 6 2 8

 

6 a 2

7□ист

ГГ и

 

9

£ ji

 

ä a 2

</ £

8

 

1 иu

6

910\9\8\Г\6 a S' 3

T У

Рис. 3.9-3

 

1

— Ійа 2ІЗ|ѴЫ£І?|ВІ9 ИИи ИИИИИИЕІБ

а и

и ѳ и а и в и и и

в о

и О 0 0

£ / / о

 

8 Жо и Б о 1

/ t 2 a

 

і 4 о Е о / / 2 a 2 3 3

5 о Е / г 2. 1 3 3 </ 1

6 о Е D / 0 3 3 V 7

1

то

/ a I 3 4 7 ?

6

Го Е / a 3 7 4 3 6 ?

1о н 7ІІ □ п ь 6 7Ш

Рис. 3.9-6 ,

Йп

П D

- 58 -



4.Ш0Ю1 ДЛЯ ЯВЛЕНИЯ ЧИСЕЛ

4.1ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ РЕАЛИЗАЦИИ ДЕЛЕНИЯ ЧИСЕЛ В ПРЯМЫХ

КОДАХ

Ш Л 2 6 ]

 

Операция деления чисел в программах встречается до­

вольно

редко /

= 0,02/, однако реализация ее по

подпрограмме потребовало бы значительных затрат време­ ни. Поэтому в большинстве современных ЦВМ эта операция реализуется схемно.т.е. имеется специальный блок,осу­ ществляющий деление чисел. Известно два основных алго­ ритма выполнения деления чисел,а именно:деление с вос­ становлением и без восстанопления остатка. Реализация как первого,так и второго алгоритма требует примерно одинаковых аппаратурных затрат,однако при делении по первому алгоритму требуется больше операций сложения и вычитания. Поэтому в ЦВМ используется,как правило,деле­

ние

без восстановления остатка. При этом знаковые раз­

ряды и цифры мантисс

обрабатываются отдельно. Знак ре­

зультата определяется путем суммирования по модулю 2

цифр,записанных в знаковых разрядах мантисс. Как из­

вестно, алгоритм деления чисел без

восстановления остат­

ка сводится к выполнению следующих действий.

 

1.

Вычесть из делимого X делитель У. Если результат

/?0 $ О ,то старшая цифра 2 0

 

частного,относящаяся

к разряду

целых,равна І,а

если

Ro ^ 0

-то

нулю. Полу­

ченная разность является первым остатком.

 

 

2.

Удвоить остаток.

 

 

 

 

 

 

 

3.

Если R j.< 0 ,то добавить,а

если

-Z О

,то

вычесть

делитель. Если вновь

полученный остаток Я£+/

,то

очередная цифра частного

= /

, а

если Щ+f

 

то

2 ;+ ,= о.

 

 

 

 

 

 

 

4.

Повторить пункты 2 и 3

/гараз.

 

 

 

 

При реализации данного алгоритма может

оказаться,что

2# = 1 .

Это означает переполнение разрядной сетки

или нарушение нормализации /для машины с плавающей за­ пятой/. Если делитель был нормализован,то деление мож­ но продолжать,так как результат деления будет верным,

- 59 -


но будет находиться в ироделил /■£%<:2 . Ксли не де­ ятель ненормализован.то деление должно бить прекращено, так как возможна потеря старших разрядов остатка и, вследствие этого,результат будет ошибочным. Здесь и да­ лее предполагается, что -у- <-'/ . Пункт второй данного алгоритма можно заменить пунктом "Уменьшить и два раза делитель У". Наличие двух интерпретаций второго пункта дает два основных варианта построении о.чоков деления /БД/. В БД, построенном но первому способу.осуществля­ ется сдвиг влево остатка при неподвижном делителе. 13 БД,построенном но второму способу.остаток неподвижен,а взаимны;, сдвиг остатка і; делителя огущеетшшотен за счет сдвига последнего вправо. іСак в первом,так и во втором случае БД, должен содержать регистры РХ,РУ и РЛ и сумматор. Так как производится вычитание делителя У из делимого 21,то РХ и РУ должны быть соединены с сум­ матором 2" ,а выходы Z" должны быть подсоединены ко входам РХ. Для формирования сигнала конца операции /КО/ необходим счетчик сдвигов /СС/. Составим микроал­ горитм деления /:.:АД/ чисел на указанных узлах

[НЯЛ)= (ЯО)(ГСС) і 3( ВКРЛ)[Хо) t '(ВОКРУ)(Рп)(Хо) ( г1'

(ВК'РУ)іУпКРХ)(21-=\)(+!І)(л ср ф сРХ ){1 =л +і)Г *(к о)}

где с -переменная.характеризующая состояние счетчика сдвигов,а / + / с / - микрооперация увеличения па I пере­ менной L .

Структура БД,реализующего данный микроалгоритм, по­ казана на рис.4.1-1, Для формирования сигнала /КО/ ис­ пользован счетчик сдвигов /СС/ е периодом Т =/?■/■/.

Однако в данном случае,в силу того,что регистр РЯ перед началом деления гасится,конец операции можно

формировать с помощью Р2?

. Для этого регистр ГЛ

снабжается дополнительным

п + 2

-м разрядом и перед

началом деления /например,по сигналу НО/ в младший

разряд РЛ записывается I .

После n + f сдвигов рты I

попадает в дополнительный

П+2

разряд,выход которо-

- 60 -


- 61 -

го управляет формированием сигнала /КО/ /см. пунктир на рис.4.1-1/. Рассмотрим цифрову* диаграмму работа БД

на примере деления чисел У = у

= 0,11000 и X =

=.0,01111, при

этом

?

~~у' ~

~в~ = 0,10100.

Р2

 

 

РХ

РУ

00,00000

 

 

00,01111

+ У .,ІІ000

 

НО

-

 

-У,,01000

00. (.0001

 

ІІ.0І000

 

 

 

 

тт.тпттт

 

00,00010*

сдв.

 

11,01110

 

 

+У

 

00.11000

 

/

 

 

00,00110

 

сдв.

 

00,01100

 

00,00101

 

 

 

 

II.0IGC0

 

/

сдв.

 

■11,10100

 

00,01010

 

11,01000

 

 

+ У

 

00.11000

 

00,10101*^

 

 

00,00000

 

сдв.

 

00,000(00

 

 

 

ІІ.0І000

 

01,01010

сдв.

 

10,10000

 

 

+ У

ОО.ІІСОО

 

/

сдв.

10,10000

 

10,10100

 

X_____________

КО

 

 

 

Из цифровой диаграглмы видно,что после четвертого вы­ читания в регистре РХ образовался код нуля. После чего все последующие цифры Z t- частного равны нулю.т.е. в дальнейшем необходимо производить только сдвиги, в то время как операции вычитания можно опустить. Если цифры частного с равной вероятностью могут принимать значения

О и І,то

пропуск такта вычитания' позволит сократить '

время деления в среднем не более чем на величину 2

/см .3 ,1 /.

В общем же случае быстродействие и стоимость

ҢЦ будет

tg = ( п + t ) ( t c + t + ) ,

C=(3ct,+a.z +a.3+ач +as.-f-2a8)n + /V a / +2аг +2a v 4-2^ + ■b 3a6 -xj + */ctg).

- 62 -