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	${\tau }_{1}01{\tau }_2+a$	$(s_0)+(\tilde{a})=:(s);$ $(\tilde{a})=:(r)$	$(s)⩽-0$	$|(s)|>1-2^{-35}$	К значению сумматора добавляется значение ячейки $\tilde{a}$. Значение сохраняется в сумматоре, значение прибавляемого регистра не меняется.
02	Посылка в сумматор (присвоение)	${\tau }_{1}02{\tau }_2+a$	$(\tilde{a})=:(s);$ $(\tilde{a})=:(r)$	$(s)⩽-0$	—	Сброс регистра сумматора в ноль и выполнение операции сложения (код θ=1)
03	Вычитание	${\tau }_{1}03{\tau }_2+a$	$(s_0)-(\tilde{a})=:(s);$ $(\tilde{a})=:(r)$	$(s)⩽-0$	$|(s)|>1-2^{-35}$	Знак числа $\tilde{a}$ меняется на противоположный, после чего выполняется операция сложения (код θ=1)
04	Вычитание модулей	${\tau }_{1}04{\tau }_2+a$	$|(s{)}_0|-|(\tilde{a})|=:(s);$ $(\tilde{a})=:(r)$	$(s)⩽-0$	—	Выполняется операция сложения (код θ=1) с предварительным изменением знаков: первоначальному значению сумматора присваивается знак $+$, числу $\tilde{a}$ присваивается знак $-$
05	Умножение (тип 1)	${\tau }_{1}05{\tau }_2+a$	$(r{)}_0\times (\tilde{a})+(s{)}_0=:(s);$ $0=:(r)$	$(s)⩽-0$	$|(s)|>1-2^{-35}$	Регистр АУ умножается на $\tilde{a}$; произведение (умножение, тип 2, θ=6) прибавляется к содержимому сумматора. Результат записывается в сумматор, регистр АУ сбрасывается.
06	Умножение (тип 2)	${\tau }_{1}06{\tau }_2+a$	$(s{)}_0\times (\tilde{a})=:(s);$ $0=:(r)$	$(s)⩽-0$	—	Значение из сумматора умножается на $\tilde{a}$. Результат заносится в сумматор. Регистр сбрасывается, произведение округляется.
07	Деление	${\tau }_{1}07{\tau }_2+a$	$(s{)}_0:(\tilde{a})=:(s);$ $0=:(r)$	$(s)⩽-0$	$|(a)|⩽|(s{)}_0|$	Значение из сумматора $(s{)}_0$ делится на значение $\tilde{a}$. Результат заносится в сумматор. Частное округляется, регистр сбрасывается.
10	Присвоение знака	${\tau }_{1}10{\tau }_2+a$	$sign(\tilde{a})\cdot |(s{)}_0|=:(s);$ $(\tilde{a}):=(r)$	$(s)⩽-0$	—	На сумматор переносится знак числа $\tilde{a}$.
11	Сдвиг	$11XXXX$		$(s)=+0$	—	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	${\tau }_{1}12{\tau }_2+a$	$(s^i{)}_0\wedge (\tilde{a})=:(s^i);$ $({\tilde{a}}^i):=(r^i);$ $l⩽i⩽36$	$(s)=+0$	—	Содержимое сумматора поразрядно логически умножается на число $(\tilde{a})$. Результат заносится в сумматор.
13	Формирование	${\tau }_{1}13{\tau }_2+a$	$(s^i{)}_0\vee ({\tilde{a}}^i)=:(s^i);$ $({\tilde{a}}^i)=:(r^i);$ $l⩽i⩽36$	$(s)=+0$	—	Содержимое сумматора порязрядно логически сладывается с числом $(\tilde{a})$. Результат помещается в сумматор.
14	Сравнение	${\tau }_{1}14\tau 2+a$	$(s^i{)}_0\eqsim ({\tilde{a}}^i)=:(s^i);$ $({\tilde{a}}^i)=:(r^i);$ $l⩽i⩽36$	$(s)=+0$	—	Производится поразрядная операция отрицания равнозначности между содержимым сумматора и числом $(a^i)$. Результат помещается в сумматор.
15	Нормализация	${\tau }_{1}15{\tau }_2+a$	$(s{)}_0=sign(s{)}_0\times M(s{)}_0\cdot 2^{P_{(s{)}_0}};$ $P(s{)}_0\ast 2^{-17}:=(s);$ $sign(s{)}_0\cdot M(s{)}_0:=(\tilde{a});$ $(s)=:r$	$(s{)}_0=\pm 0$	—	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	${\tau }_{1}16{\tau }_2+a$	$(s{)}_0=:(\tilde{a})$	$(s{)}_0⩽-0$	—	Значение из сумматора копируется в $\tilde{a}$ на магнитном барабане. Значение сумматора, регистра АУ не меняется.
17	Послыка в регистр	${\tau }_{1}17{\tau }_2+a$	$(\tilde{a})=:(r)$	$(r)=\pm 0$	—	Значение из ячейки $\tilde{a}$ посылается на регистр АУ. Значение в сумматоре не меняется.
20	Посылка адреса в сумматор	${\tau }_{1}20{\tau }_2+a$	$(-1{)}^{\left[{\tau }_2\right]}\times \tilde{a}\times 2^{-17}=:(s)$	$(s)⩽-0$ (то есть $\left[{\tau }_2\right]=1$)	—	Сумматор сбрасывается, содержимое 12 и 1-11 разряда команды переносится в 36 и 19-29 разряды сумматора.
21	Условный переход	${\tau }_{1}21a$	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	${\tau }_{1}22a$	$\tilde{a}=:(C)$	не изменяется	—	Управление передаётся команде $(\tilde{a})$
23	Передача управления по ключу	${\tau }_{1}23XXXa$	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	${\tau }_{1}24a$	$(F{)}_0-2^{(f)}=:(F)$; при $(F{)}_0≠0$ $\tilde{a}=:(C)$	Сохраняется	—	Содержимое регистра переадресации уменьшается на 1 или на 2 (см следующую команду). Если на регистре переадресации ноль, то управление передаётся следующей команде. Иначе выполнение передаётся команде, стоящей в ячейке (с адресом) $\tilde{a}$
25	Начало цикла	${\tau }_{1}25{\tau }_{2}n$	$n=:(F)$; ${\tau }_2=:(f)$	—	—	Число $n$ записывается в регистр переадресации, а ${\tau }_2$ в специальный одноразрядый регистр $f$. Значение регистра переадресации будет уменьшатся на $2^{(f)}$, при выполнении команды конца цикла.
26	Суммирование	${\displaystyle }$	${\displaystyle }$	${\displaystyle }$	${\displaystyle }$
30	Изменение команд	${\tau }_{1}30a$	—	—	—	Ячейка $a$ должна быть короткой. Обратный код её содержимого складывается в регистре команд (с циклическим переносом) с содержимым ячейки, следующей за той, которая хранит эту команду. Получившаяся при этом команда выполняется в следующем такте вместо очередной команды программы.
31	Обмен между накопителями	${\displaystyle }$	${\displaystyle }$	${\displaystyle }$	${\displaystyle }$
31	Чтение с перфоленты	${\tau }_{1}31a_{start}$ ${\tau }_{1}01c$ ${\tau }_{1}00a_{end}$	—	—	—	Из зоны $c$ перфоленты перепысываются последовательно числа в ячееки памяти с номерами от $a_{start}$ до $a_{end}$.
31	Чтение с магнитной ленты	${\tau }_{1}31a_{start}$ ${\tau }_{1}02c$ ${\tau }_{1}00a_{end}$	—	—	—	Из зоны $c$ магнитной ленты переписываются последовательно числа в ячейки памяти с номерами от $a_{start}$ до $a_{end}$. Ячейки памяти, в которые производится запись, должны быть полными.
31	Запись на магнитную ленту	${\tau }_{1}31a_{start}$ ${\tau }_{1}03c$ ${\tau }_{1}00a_{end}$	—	—	—	Из ячеек памяти с номерами от $a_{start}$ до $a_{end}$ числа переносятся в зону $c$ магнитной ленты. Ячейки памяти, из которых переносятся числа на магнитную ленту, должны быть полными.
32	Выдача (печать) результатов	${\tau }_{1}320000$	—	—	—	Печатается или перфорируется (в зависисмости от положения на пульте управления переключателя "печать - перфорирование") число, модифичированный обратный код которого хранится в сумматоре. Печать производится в десятичной системе счисления (числовом коде) или восмиричной системе (коде команд) в зависимости от положения тумблера "Печать".
34	Пропуск интервала	${\tau }_{1}340000$	—	—	—	Бумажная лента печатающего устройства перемещается без печати на ней на один интервал.
37	Останов	${\tau }_{1}37a$	—	—	—	Останов машины с выдачей на пульт управления числа $(\tilde{a})$ и одновременным переносом этого числа в сумматор.

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)
А. И. Китов, Н. А. Криницкий, Электронные цифровые машины и программирование, Государственное издательство физико-математической литературы, Москва, 1959