МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Кафедра САПР
Звіт про виконання лабораторної роботи №7
на тему: “АЛГОРИТМИ ВИКОНАННЯ АРИФМЕТИЧНИХ ОПЕРАЦІЙ НАД БАГАТОРОЗРЯДНИМИ ЧИСЛАМИ В ОДНОКРИСТАЛЬНОМУ МП 8080 (КР580ВМ80А)”
з курсу: “ Комп’ютери та мікропроцесорні системи ”
Виконав
студент групи КН-3
Львів - 2006
МЕТА РОБОТИ
Вивчити алгоритми виконання арифметичних операцій над багаторозрядними числами в однокристальному мікропроцесорі Intel 8080 (КР580ВМ80А). Набути практичних навиків складання та налагоджування програм виконання операцій додавання/віднімання та множення/ділення багаторозрядних чисел з використанням цих алгоритмів.
КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Однокристальний мікропроцесор Intel 8080 (КР580ВМ80А) - 8 розрядний, тобто виконує арифметико-логічні операції над байтами даних. Однак в багатьох застосуваннях МПС 8-біт недостатньо для одержання заданої точності. В МП КР580ВМ80А можна визначити тип даних любого формату (ефективно кратний 8-бітам: 24біти, 32біти,...,1024біти). На основі виконання заданого набору команд, виконання операцій з такими форматами можна здійснювати побайтно у 8-розрядному АЛУ. Тому над числами, що представляються двома і більше байтами, основні арифметичні операції реалізуються програмним шляхом.
Додавання та віднімання багаторозрядних чисел цілого типу
При складанні програм додавання і віднімання багаторозрядних чисел важливу особливість становить організація циклічної частини арифметичної операції. Дані операції спочатку починають виконувати над молодшими байтами (при початковому CY=0), а пізніше над всіма решта (з молодшого до найстаршого) з врахуванням переносів. Основними командами, що забезпечує додавання текучих байтів з врахуванням прапорця переносу CY є команди:
ADC r (A)(A)+(r)+(CY);
ADC M (A)(A)+((H)(L))+(CY);
ACI байт (A)(A)+(байт)+(CY);
віднімання: SBB r (A)(A)-(r)-(CY);
SBB M (A)(A)-((H)(L))-(CY);
SBI байт (A)(A)-(байт)-(CY);
Наведені команди дадавання/віднімання використовують значення переносу CY, сформованого на попередньому повторенні циклу. Тобто, організований цикл багаторозрядної арифметичної операції не повинен містити команд, що можуть змінити значення CY. Якщо внесення в цикл багаторозрядної операції команд, що впливають на прапорець переносу, необхідне, то попередньо запам'ятовується CY, а перед багаторозрядною операцією - відновлюється.
Множення та ділення багаторозрядних чисел цілого типу
В однокристальному мікропроцесорі Intel 8080 (КР580ВМ80А) у 8 розрядному АЛУ ефективно виконувати операцію множення (4)х(4)=(8) розрядними числами. Відомі способи і алгоритми множення/ділення (алгоритм Бута, ділення з відновленням залишку) виконуються в МПС через команди додавання/віднімання та зсуву багаторозрядних даних.
Для богаторозрядних цілих чисел в однокристальному мікропроцесорі КР580ВМ80А можна створити підпрограму множення різноманітних двійкових форматів (8)х(4)=(12), (8)х(8)=(16), (16)х(8)=(24), (16)х(16)=(32) та ін. Множення над двома n1 та n2-бітними співмножниками формує (n1+n2) -розрядний добуток. Підпрограма ділення багаторозрядних чисел більших ніж 8-розрядів може використовувати формати (16):(8), (24):(8), (24):(16), (32):(16) та ін. Ділення над двома n1, n2-бітними співмножниками формує (n1-n2) - розрядну частку.
Можна задати і виконувати операції множення/ділення й в інших форматах, наприклад 6:2, але при цьому виконання операцій над такими форматами може ускладнюватись.
Важливо відзначити, що у випадку множення/ділення на цілі числа рівні степені двійки (2,4,8,...,2n )можна використовувати команди зсуву n-раз вправо/вліво, попередньо встановивши біт прапорця переносу в нуль:
STC ; (CY) (1)
CMC ; (CY=0)
для множення на 2 RAL ; (CY)(A7), (A0) (CY=0), (An+1) (An);
для ділення на 2 ...
