В Стране Микроников, или Секреты компьютера - [16]
— Говоришь, тебе велели раздобыть информацию о Министерстве арифметики и логики? Тебе повезло. Прежде, чем меня похитили, я работал именно там, — произнес Адек. — Сначала расскажу вам, какую роль во Дворце микропроцессоров играет это министерство. Из названия ясно, в нем производят различные арифметические и логические операции: сложение и вычитание чисел, сравнение их, вычисление сумм и логических произведений и т. п. Лучше всего начать рассказ с того, как происходит сложение двух чисел.
— Великолепно! Ты поможешь нам! — обрадовались мальчики.
— Сложение производится в Департаменте сумматора, входящего в состав Министерства арифметики и логики. Числа, которые мы брали, чтобы произвести сложение, пересылало нам Министерство регистров.
— А как? — спросил Петрек.
— Ведь я недавно говорил тебе, — ответил другу Каролек, — что в Микропроцессоре есть внутренняя Магистраль данных для связи между отдельными частями Микропроцессора.
— Ага! Она играет, наверное, такую же роль, как коридоры и лифты в административном здании, — заметил Петрек.
— Ты прав, но пока не мешай, — прервал его Каролек. — У нас мало времени.
— Не знаю, по каким соображениям, — продолжал микроник, — но одно число нужно было брать из накопителя, а второе — из другого регистра или из Района ЗУПВ.
— А откуда вы знали, из какого места ЗУПВ следует взять это число? — просил Каролек. — Ведь чтобы работать с данными из ЗУ, нужно указать ею адрес.
— Разумеется! Адрес нужно предварительно поместить в пару регистров HL, — ответил Адек. — С помощью индексных регистров. Но думаю, пока гаммониды этого не требуют, и вам следует помалкивать.
— Ты прав, — согласился Петрек.
— Пока не будем заниматься пересылкой и получением чисел, а вернемся к сложению. Как я уже говорил, операция производится в Департаменте сумматора. Сложение, или иными словами суммирование, очень простое и не требует особых умений. Достаточно знать лишь таблицу сложения в двоичной системе. Вы знаете, как она выглядит?
— Вроде нет, — неуверенно ответил Каролек.
— Подумайте минуточку. Впрочем, подскажу вам. Сколько будет ноль плюс ноль?
— Конечно, ноль! — воскликнул Петрек.
— А ноль плюс один? — опросил Адек.
— Один, — ответил Каролек.
— А к одному прибавить один, будет два? — выскочил Петрек
— Да, два, но в записи по двоичной системе это будет 10, — поправил Адек и добавил: — Выходит, мы получили всю таблицу сложения
Смотрите:
0 + 0 = 0
1 + 0 = 1
0 + 1 = 1
1 + 1 = 10
— Как вы знаете, шарики играют роль цифр двоичной системы и носят название битов. Черный шарик соответствует цифре ноль, а цифре один — белый шарик. Складывая два числа, состоящие из цифр двоичной системы (битов), достаточно суммировать их бит за битом, начиная с правой стороны числа, то есть с менее значимых битов.
— А что такое наименее значимые биты? — Петрек хотел знать все точно.
— Это те биты, которые в числе находятся на крайней правой позиции и имеют наименьшее значение, — ответил микроник.
— Не очень-то я все это понимаю, — искренне признался Петрек.
— Ой! Какой ты недогадливый, — рассердился на друга Каролек. — Сейчас я тебе объясню. Смотри! Если в десятичной системе число составляет 25738, то наименее значимая цифра этого числа, как ты знаешь, 8. Даже если бы ты забыл последнюю цифру и сказал, что число составляет двадцать пять тысяч семьсот тридцать с чем-то, ты сделаешь небольшую ошибку. Поэтому говорят, что эта цифра — наименее значимая или наименее существенная.
— Откуда ты все это знаешь? — Петрек посмотрел на друга с уважением.
— Мой дорогой! — с чувством превосходства ответил Каролек. — Я кое-что об этом читал.
— Ну, хорошо, друзья, — весело сказал Адек, — не ссорьтесь.
— Вижу, вы кое-что уже знаете. Но мне следует добавить еще несколько слов. В Сумматоре есть три внутренних регистра. Два из них содержат числа, которые нужно сложить, а третий предназначен для результата. Суммирование происходит так, как я уже сказал — просто. Проблема появляется лишь тогда, когда в обоих слагаемых на одной и той же позиции стоят единицы. Из таблицы сложения видно: 1 + 1 = 10. Значит, в результате (на этой позиции бита) должен появиться ноль, а единицу нужно запомнить и прибавить ее в следующем этапе. Например, если наши числа состоят из четырех шариков (четырех-битовые числа), а их значения составляют соответственно: 0110 и 0111, они складываются следующим образом:
0+1 = 1,
1 + 1 = 0 и 1 (в уме),
1 + 1 + 1 (та. что в уме) = 1 и 1 (в уме)
0 + 0+ 1 (та, что в уме) = 1
Так что сумма наших чисел составит:
В заключение скажу, что результат сложения пересылается обратно в регистр, называемый накопителем.
Интересный разговор прервало появление какого-то странного гаммона. Микроник немедленно скрылся, закрыв за собой потайной проход…
13. Логические операции
Мальчики не сводили глаз с двери, боясь, что появятся их преследователи. Но постепенно все утихло, стало спокойнее. Приятели с облегчением вздохнули. Им ничего не оставалось, как только ждать, когда снова появится Адек. Ожидание длилось очень долго. Так что неизвестно, когда они уснули…
— Каролек! Проснись! — Петрек долго, но безуспешно пытался разбудить друга. — Кажется, идет Адек!
