-         операции десятичной арифметики;

-         операции индексной арифметики (при модификации адресов команд);

-         операции специальной арифметики;

-         операции над логическими кодами (логические операции);

-                   операции над алфавитно-цифровыми полями.

К арифметическим операциям относятся сложение, вычитание, вычитание модулей («короткие операции») и умножение и деление («длинные операции»). Группу логических операций составляют операции дизъюнкции (логическое ИЛИ) и конъюнкции (логическое И) над многоразрядными двоичными словами, сравнение кодов на равенство.

Специальные арифметические операции включают в себя нормализацию, арифметический сдвиг (сдвигаются только цифровые разряды, знаковый разряд остается на месте), логический сдвиг (знаковый разряд сдвигается вместе с цифровыми разрядами).

Можно привести следующую классификацию АЛУ.

По способу действия над операндами АЛУ делятся следующие группы:

-         последовательные;

-         параллельные.

В последовательных АЛУ операнды представляются в последовательном коде, а операции производятся последовательно во времени над их отдельными разрядами. В параллельных АЛУ операнды представляются параллельным кодом, и операции совершаются параллельно во времени над всеми разрядами операндов.

По способу представления чисел различают АЛУ:

-         для чисел с фиксированной запятой;

-         для чисел с плавающей запятой;

-         для десятичных чисел.

По характеру использования элементов и узлов АЛУ делятся на:

-                   блочные;

-                   многофункциональные.

В блочном АЛУ операции над числами с фиксированной и плавающей запятой, десятичными числами и алфавитно-цифровыми полями выполняются в отдельных блоках, при этом повышается скорость работы, так как блоки могут параллельно выполнять соответствующие операции, но значительно возрастают затраты оборудования. В многофункциональных АЛУ операции над всеми формами представления чисел выполняются одними и теме же схемами, которые коммутируются нужным образом в зависимости от требуемого режима работы.

Глава 3. АЛУ для чисел с фиксированной запятой

На АЛУ, изображенном на рис. 3.1, выполняются операции сложения, вычитания, умножения и деления чисел в формате с фиксированной запятой.

В состав АЛУ входят:

1.      входной регистр Рг1 для приема операнда;

2.      входной регистр Рг3 для приема операнда;

3.      регистр Рг2 для приема, хранения и сдвига второго операнда;

4.      регистр Рг2’ для сдвига операнда, находящегося в регистре Рг2;

5.      входные регистры сумматора РгА и РгВ;

6.      сумматор СМ для суммирования поступающих на его входы данных и выработки определенных признаков;

7.      выходной регистр сумматора РгСМ для фиксации результата суммирования;

8.      счетчик циклов СчЦ.

чисел с фиксированной запятой

Для операций сложения и вычитания n-разрядных (нуле­вой разряд знаковый) двоичных чисел с фиксированной запя­той в состав АЛУ должны входить n-разрядный параллель­ный комбинационный сумматор См, регистр сумматора РгСм, вход­ные регистры сумматора РгВ и РгА, входной ре­гистр АЛУ Рг1. На АЛУ поступают операнды X и Y, а результат содержится в операнде Z.

В АЛУ 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 переноса из знакового разряда и нет переноса в знаковый разряд суммы или есть оба эти переноса, то переполнения нет. Если в знаковом разряде содержится 0, то сумма поло­жительна и представлена в прямом коде, а если в знаковом разряде содержится 1, то сумма отрицательна и представлена в дополнительном коде.

На рис. 3.2 представлена упрощенная структурная схема АЛУ.

Из оперативной памя­ти по входной информа­ционной шине ШИВх в АЛУ поступают операн­ды: положительные числа в прямом коде, а отрица­тельные в дополнитель­ном. Операнды размеща­ются в РгВ (первое сла­гаемое или уменьшаемое) и Рг1 (второе слагаемое или вычитаемое); Рг1 свя­зан с РгА цепями прямой и инверсной передачи кода. Прямая передача исполь­зуется при операции алгебраического сложения, а инверсная – при операции вычитания. Результат операции выдается из АЛУ по выходной информационной шине ШИВых.

При выполнении операции в АЛУ помимо результата опе­рации формируется 2-разрядный код признака результата ПР, который принимает следующие значения: