Чарльз Петцольд - Код. Тайный язык информатики

Все просто, не так ли? Результат умножения двух 8-битных значений — 16-битное число. Для удобства все три числа, участвующие в этой операции, выражены в виде 16-битных значений. Первым делом нужно решить, где следует сохранить эти числа и результат.

Все знают, что умножить число A7h на 1Ch (соответствует десятичному числу 28) — это то же самое, что найти сумму 28 чисел A7h. Таким образом, в ячейках 1004h и 1005h фактически будет накапливаться 16-битный результат этого суммирования. Вот последовательность кодов для выполнения первой операции сложения.

После выполнения этих шести команд 16-битное значение в ячейках 1004h и 1005h будет равно числу A7h, умноженному на 1. Чтобы это значение равнялось произведению A7h и 1Ch, эти шесть команд необходимо выполнить еще 27 раз. Вы можете ввести эти шесть команд еще 27 раз, начиная с адреса 0012h, или сохранить код команды «Остановить» по адресу 0012h, нажать кнопку «Сброс» 28 раз, чтобы получить окончательный ответ.

Конечно, ни один из этих двух вариантов не идеален. Оба они предполагают, что вы должны что-то сделать: ввести набор команд или нажать кнопку «Сброс» в соответствии со значением одного из сомножителей. Уверен, что вы не хотели бы всю жизнь перемножать 16-битные значения именно так.

А что, если поместить команду «Перейти» в ячейку 0012h? Эта команда заставляет счетчик снова начать счет с ячейки 0000h.

Вроде бы проблема решена. При выполнении первой команды 16-битное значение в ячейках 1004h и 1005h будет равно произведению чисел A7h и 1. Затем благодаря команде «Перейти» мы вернемся к началу. После выполнения второй операции 16-битный результат будет равен произведению чисел A7h и 2. В конце концов он станет равен произведению чисел A7h и 1Ch, однако у нас нет способа остановить работу сумматора. Нам нужна команда «Перейти», которая запускала бы процесс с начала столько раз, сколько необходимо. Это условный переход, который совсем несложно реализовать. Сначала нужно добавить однобитную защелку, подобную защелке для переноса. Она будет называться нулевой защелкой , поскольку в ней будет сохраняться значение 1, только если все выходы 8-битного сумматора будут равны 0.

Выход этого 8-битного вентиля ИЛИ-НЕ равен 1, только если все входы равны 0. Как и вход защелки для переноса Clk, вход Clk нулевой защелки сохраняет значение только при выполнении команд «Сложить», «Вычесть», «Сложить с переносом» или «Вычесть с заимствованием». Это сохраненное значение называется флагом нуля . Будьте внимательны: флаг нуля равен 1, если все выходы сумматора равны 0; флаг нуля — 0, если не все выходы сумматора равны 0.

Защелка для переноса и нулевая защелка позволяют дополнить наш репертуар четырьмя командами.

Операция

Код

Загрузить

10h

Сохранить

11h

Сложить

20h

Вычесть

21h

Сложить с переносом

22h

Вычесть с заимствованием

23h

Перейти

30h

Перейти, если 0

31h

Перейти, если перенос

32h

Перейти, если не 0

33h

Перейти, если не перенос

34h

Остановить

FFh

Например, при выполнении команды «Перейти, если не 0» переход к указанному адресу осуществляется только в том случае, если выход нулевой защелки равен 0. Другими словами, никакого перехода не произойдет, если результат выполнения последней команды — «Сложить», «Вычесть», «Сложить с переносом» или «Вычесть с заимствованием» — равен 0. Реализация этого нововведения предполагает дополнение набора управляющих сигналов, которые реализуют обычную команду «Перейти»: при выполнении команды «Перейти, если не 0» сигнал 16-битного счетчика «Задать» равен 1 только при нулевом значении флага нуля.

Следующая последовательность команд, начинающаяся с адреса 0012h, позволяет перемножить два числа.

При первом выполнении этой последовательности команд в ячейках 0004h и 0005h, как мы уже выяснили, хранится 16-битное произведение чисел A7h и 1. Приведенные здесь команды загружают байт из ячейки 1003h в аккумулятор. Его значение — 1Ch. Этот байт прибавляется к значению в ячейке 001Eh, в которой хранится команда «Остановить», представленная действительным числом. Сложение чисел FFh и 1Ch равнозначно вычитанию 1 из числа 1Ch, поэтому результат равен 1Bh. Это значение не равно 0, поэтому флаг нуля — 0. Байт 1Bh сохраняется в ячейке 1003h. Затем выполняется команда «Перейти, если не 0». Флаг нуля не равен 1, поэтому переход происходит. На следующем этапе запускается команда, хранящаяся в ячейке 0000h. Имейте в виду, что команда «Сохранить» не влияет на флаг нуля. На его значение воздействуют только команды «Сложить», «Вычесть», «Сложить с переносом» или «Вычесть с заимствованием», поэтому его значение останется таким, какое было установлено в последний раз, когда отрабатывалась одна из этих команд.