Код. Тайный язык информатики

Можем ли мы сделать так, чтобы наш сумматор корректно складывал два 16-битных числа? Да, для этого достаточно сохранить бит переноса, полученный от 8-битного сумматора при выполнении первой операции сложения, а затем подать этот бит на вход сумматора для переноса при следующем сложении. Как можно сохранить этот бит? С помощью однобитной защелки (на этот раз назовем ее защелкой для переноса).

Использование защелки для переноса требует еще одного кода команды — «Сложить с переносом». При сложении 8-битных чисел используется обычная команда «Сложить». На вход сумматора для переноса (CI) подается значение 0, а значение, возникающее на выходе для переноса (CO), сохраняется в защелке для переноса (хотя в его использовании вообще нет необходимости).

При суммировании двух 16-битных чисел используем обычную команду «Сложить» для сложения младших байтов. Вход сумматора CI равен 0, а значение выхода CO сохраняется в защелке для переноса. Для сложения двух старших байтов будем использовать новую команду «Сложить с переносом». В данном случае при сложении двух чисел на вход сумматора CI подается значение, сохраненное в защелке для переноса. Таким образом, если в результате первой операции сложения возник перенос, этот бит переноса используется при втором сложении. Если переноса не возникло, выходное значение защелки для переноса равно 0.

Для вычитания одного 16-битного числа из другого потребуется еще одна новая команда — «Вычесть с заимствованием». Как правило, выполнение команды «Вычесть» предполагает инвертирование вычитаемого и подачу на вход сумматора CI значения 1. В этом случае выход для переноса также равен 1, — это нормально, на это явление можно не обращать внимания. Однако при вычитании 16-битного числа значение этого выхода необходимо сохранить в защелке для переноса. При втором вычитании это значение должно быть подано на вход сумматора CI.

Учитывая две новые операции, «Сложить с переносом» и «Вычесть с заимствованием», в общей сложности мы имеем семь кодов команд.

Операция

Код

Загрузить

10h

Сохранить

11h

Сложить

20h

Вычесть

21h

Сложить с переносом

22h

Вычесть с заимствованием

23h

Остановить

FFh

Число, подаваемое в сумматор, инвертируется при выполнении операции «Вычесть» или «Вычесть с заимствованием». Выходной сигнал сумматора CO подается на вход защелки для переноса. Он сохраняется в защелке всякий раз, когда выполняются операции «Сложить», «Вычесть», «Сложить с переносом» или «Вычесть с заимствованием». Значение входа для переноса 8-битного сумматора устанавливается в 1 при выполнении операций «Вычесть», или «Сложить с переносом», или «Вычесть с заимствованием», когда выход защелки для переноса равен 1.

В результате выполнения команды «Сложить с переносом» значение входа сумматора для переноса бывает равно 1 только в том случае, когда при выполнении предыдущей команды «Сложить» или «Сложить с переносом» на выходе из сумматора возник перенос. Таким образом, мы используем команду «Сложить с переносом» всякий раз, когда складываем многобайтные числа, вне зависимости от того, есть ли в этой операции необходимость. Вот как следует закодировать продемонстрированную ранее операцию сложения 16-битных чисел.

Такая последовательность операций позволяет получить правильный ответ независимо от того, какие цифры мы складываем.

Добавление двух новых кодов команд значительно расширило функционал сумматора. Мы больше не ограничиваемся сложением 8-битных значений. Многократное использование команды «Сложить с переносом» позволяет складывать 16-, 24-, 32-, 40-битные значения и т. д. Предположим, нам нужно сложить 32-битные числа 7A892BCDh и 65A872FFh. Для этого потребуется лишь одна команда «Сложить» и три команды «Сложить с переносом».

Конечно, вводить эти числа в память не очень удобно. При этом не только приходится использовать переключатели для представления двоичных чисел. Сами числа сохраняются в несмежных ячейках, например 7A892BCDh оказывается в ячейках 0000h, 0003h, 0006h и 0009h, начиная с младшего байта. Для получения окончательного результата необходимо проверить значения, хранящиеся в ячейках 0002h, 0005h, 0008h и 000Bh.