Список команд Урал-1

В этом списке приводятся команды ЭВМ Урал-1

Представление чисел и команд

Распределение разрядов полной ячейки памяти

Распределение разрядов полной ячейки памяти в двоично-десятичной форме

Формат команды

Урал-1 поддерживает форматы чисел с фиксированной запятой в прямом и двоично-десятичном коде. Разряд знака равный нулю кодирует неотрицательные числа, единица кодирует отрицательные числа.

Команды имеют следующий формат: $\tau_1\theta\tau_2 + a$, где:

• $\tau_1$ — признак переадресации
• $\theta$ — код операции
• $\tau_2$ — признак длины ячейки
• $a$ — адрес

Условные обозначения

• r — регистр АУ
• s — сумматор АУ
• С — содержимое регистра-счётчика
• F — регистр переадресации
• верхний индекс — указанный бит регистра
• M(x) — мантисса числа
• P(x) — порядок числа
• f(x₁,…x_n):=z — вычисление функции f, без модификации x и помещение результата в ячейку (регистр) z.
• X — не влияющий на вычисления бит (знак, цифра)
• (z)₀ — значение ячейки (регистра) z до выполнения команды

Исполнительный адрес команды формируется по следующей формуле:

$\tilde{a}=a-\tau_1(F)$;

где ã — исполнительный адрес команды, τ₁ — признак переадресации, а — адрес из текущей инструкции, а F — значение регистра переадресации, то есть исполнительный адрес вычисляется как разница между адресом из инструкции и значением в регистре переадресации, значение из регистра переадресации учитывается, только если у инструкции указан флаг переадресации.

Знак нуля

• всегда отрицательный после операций сложения/вычитания, за исключением (+0)+(+0), (+0)-(-0).
• знак нуля при операциях умножения/деления определяется по правилам умножения знаков.

Примечание: для записи формул используется операция "=:", означающая, что результат вычисления заносится в ячейку (регистр), напр. 2x2=:A (запись в А результата 2х2).

Список команд

Код операции θ	Название	формула	содержание	Сигналы		комментарий
				ω	φ
01	Сложение	$\tau_101\tau_2+a\,$	$(s_0)+(\tilde{a})=:(s);$ $(\tilde{a})=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	$\left | (s) \right \vert > 1-2^{-35}$	К значению сумматора добавляется значение ячейки $\tilde a$. Значение сохраняется в сумматоре, значение прибавляемого регистра не меняется.
02	Посылка в сумматор (присвоение)	$\tau_102\tau_2+a\,$	$(\tilde{a})=:(s);$ $(\tilde{a})=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	—	Сброс регистра сумматора в ноль и выполнение операции сложения (код θ=1)
03	Вычитание	$\tau_103\tau_2+a\,$	$(s_0)-(\tilde a)=:(s);$ $(\tilde a)=:(r)$	$(s)\leqslant-0$	$\left |(s)\right | > 1-2^{-35}$	Знак числа $\tilde a$ меняется на противоположный, после чего выполняется операция сложения (код θ=1)
04	Вычитание модулей	$\tau_104\tau_2+a\,$	$\left | (s)_0 \right| - \left | (\tilde a)\right | =: (s);$ $(\tilde a)=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	—	Выполняется операция сложения (код θ=1) с предварительным изменением знаков: превоначальному значению сумматора присваивается знак $+\,$, числу $\tilde a$ присваивается знак $-\,$
05	Умножение (тип 1)	$\tau_105\tau_2+a\,$	$(r)_0\times(\tilde a)+(s)_0=:(s);$ $0=:(r)\,$	$(s)\leqslant-0$	$\left | (s) \right | > 1-2^{-35}$	Регистр АУ умножается на $\tilde a$; произведение (умножение, тип 2, θ=6) прибавляется к содержимому сумматора. Результат записывается в сумматор, регистр АУ сбрасыватеся.
06	Умножение (тип 2)	$\tau_106\tau_2+a\,$	$(s)_0\times(\tilde a)=:(s);$ $0=:(r)\,$	$(s)\leqslant-0$	—	Значение из сумматора умножается на $\tilde a$. Результат заносится в сумматор. Регистр сбрасывается, произведение округляется.
07	Деление	$\tau_107\tau_2+a\,$	$(s)_0:(\tilde a)=:(s);$ $0=:(r)\,$	$(s)\leqslant-0$	$\left | (a)\right | \leqslant \left | (s)_0 \right |$	Значение из сумматора $(s)_0\,$ делится на значение $\tilde a$. Результат заносится в сумматор. Частное округляется, регистр сбрасывается.
10	Присвоение знака	$\tau_110\tau_2+a\,$	$sign(\tilde a) \cdot \left| (s)_0 \right | =: (s);$ $(\tilde a):=(r)\,$	$(s)\leqslant -0$	—	На сумматор переносится знак числа $\tilde a\,$.
11	Сдвиг	$11 XXXX\,$		$(s)=+0\,$	—	Значение регистра сдвигается на число, указанное в 16—24 разрядах сумматора. Сдвиг зависит от знака $(s)_0\,$. Отрицательные значения - сдвиг вправо, положительные - сдвиг влево.
12	Выделение части	$\tau_112\tau_2+a\,$	$(s^i)_0 \wedge (\tilde a)=:(s^i);\,$ $(\tilde a^i):=(r^i);\,$ $l \leqslant i \leqslant 36\,$	$(s)=+0\,$	—	Содержимое сумматора поразрядно логически умножается на число $(\tilde a)$. Результат заносится в сумматор.
13	Формирование	$\tau_113\tau_2+a\,$	$(s^i)_0 \vee (\tilde a^i)=:(s^i);\,$ $(\tilde a^i)=:(r^i);\,$ $l \leqslant i \leqslant 36\,$	$(s)=+0\,$	—	Содержимое сумматора порязрядно логически сладывается с числом $(\tilde a)$. Результат помещается в сумматор.
14	Сравнение	$\tau_114\tau2+a\,$	$(s^i)_0 \eqsim (\tilde a^i)=:(s^i);\,$ $(\tilde a^i)=:(r^i);\,$ $l \leqslant i \leqslant 36\,$	$(s)=+0\,$	—	Производится поразрядная операция отрицания равнозначности между содержимым сумматора и числом $(a^i)\,$. Результат помещается в сумматор.
15	Нормализация	$\tau_115\tau_2+a\,$	$(s)_0=sign(s)_0 \times M (s)_0 \cdot 2^{P_{(s)_0}};\,$ $P(s)_0*2^{-17}:=(s);\,$ $sign(s)_0 \cdot M (s)_0:=(\tilde a);\,$ $(s)=:r\,$	$(s)_0=\pm0\,$	—	Нормализация числа в сумматоре; мантисса и её знак записываются в ячейку $\tilde a\,$, порядок сохраняется в старшей половине сумматора (с сохранением знака в знаковом разряде). Если предыдущая операция привела к переполнению, то величина порядка устанавливается в +1. При выполнении операции округление не производится. В регистре остаётся то же значение, что и в сумматоре.
16	Посылка в память	$\tau_116\tau_2+a\,$	$(s)_0:=(\tilde a)\,$	$(s)_0 \leqslant -0\,$	—	Значение из сумматора копируется в $\tilde a\,$ на магнитном барабане. Значение сумматора, регистра АУ не меняется.
17	Послыка в регистр	$\tau_117\tau_2+a\,$	$(\tilde a)=:(r)\,$	$(r)=\pm0\,$	—	Значение из ячейки $\tilde a\,$ посылается на регистр АУ. Значение в сумматоре не меняется.
20	Посылска адреса в сумматор	$\tau_120\tau_2+a\,$	$(-1)^{\left [ \tau_2 \right ]}\times\tilde a\times2^{-17}=:(s)\,$	$(s)\leqslant-0\,$ (т.е. $\left[\tau_2\right]=1\,$)	—	Сумматор сбрасывается, содержимое 12 и 1-11 разряда команды переносится в 36 и 19-29 разряды сумматора.
21	Условный переход	$\tau_121a\,$	Если ω=1, то $\tilde a =:(C)$	не изменяется	—	Если в момент выполнения команды флаг ω установлен, то управление передаётся команде $(\tilde a)$. Если флаг сброшен, то продолжается выполнение программы (со следующей команды).
22	Безусловный переход	$\tau_122a\,$	$\tilde a=:(C)$	не изменяется	—	Управление передаётся команде $(\tilde a)$
23	Передача управления по ключу	$\tau_123XXXa$	При включенном ключе номер$\tilde a$ $(C)_0+2=:(C)$	Сохраняется	—	Если ключ (флаг) с номером $\tilde a$ из диапазона [1;7] включен, то следующая команда пропускается, если ключ выключен, выполняется.
24	Конец цикла	$\tau_124a$	$(F)_0-2^{(f)}=:(F)$; при $(F)_0\not=0$$\tilde a=:(C)$	Сохраняется	—	Содержимое регистра переадресации уменьшается на 1 или на 2 (см следующую коману). Если на регистре переадресации ноль, то управление передаётся следующей команде. Иначе выполнение передаётся команде, стоящей в ячейке (с адресом) $\tilde a$
25	Начало цикла
26	Суммирование
30	Изменение команд
31	Обмен между накопителями
31	Чтение с перфоленты
31	Чтение с магнитной ленты
31	Запись на магнитную ленту
32	Выдача (печать) результатов
34	Интервал
37	Останов

Команды с кодами 00, 27, 33, 35, 36 не задействованы (при выполнении команды значения регистров и флагов сохраняются неизменными).

Источники

Н. А. Криницкий, Г. А. Миронов, Г. Д. Фролов, Программирование, под ред. М. Р. Шура-Бура, Государственное издательство физико-математической литературы, Москва, 1963 (Глава 9)