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	$\tau _{1}01\tau _{2}+a$	$(s_{0})+({\tilde {a}})=:(s);$ $({\tilde {a}})=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	$\left|(s)\right\vert >1-2^{-35}$	К значению сумматора добавляется значение ячейки ${\tilde {a}}$. Значение сохраняется в сумматоре, значение прибавляемого регистра не меняется.
02	Посылка в сумматор (присвоение)	$\tau _{1}02\tau _{2}+a$	$({\tilde {a}})=:(s);$ $({\tilde {a}})=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	—	Сброс регистра сумматора в ноль и выполнение операции сложения (код θ=1)
03	Вычитание	$\tau _{1}03\tau _{2}+a$	$(s_{0})-({\tilde {a}})=:(s);$ $({\tilde {a}})=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	$\left|(s)\right|>1-2^{-35}$	Знак числа ${\tilde {a}}$ меняется на противоположный, после чего выполняется операция сложения (код θ=1)
04	Вычитание модулей	$\tau _{1}04\tau _{2}+a$	$\left|(s)_{0}\right|-\left|({\tilde {a}})\right|=:(s);$ $({\tilde {a}})=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	—	Выполняется операция сложения (код θ=1) с предварительным изменением знаков: первоначальному значению сумматора присваивается знак $+$, числу ${\tilde {a}}$ присваивается знак $-$
05	Умножение (тип 1)	$\tau _{1}05\tau _{2}+a$	$(r)_{0}\times ({\tilde {a}})+(s)_{0}=:(s);$ $0=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	$\left|(s)\right|>1-2^{-35}$	Регистр АУ умножается на ${\tilde {a}}$; произведение (умножение, тип 2, θ=6) прибавляется к содержимому сумматора. Результат записывается в сумматор, регистр АУ сбрасывается.
06	Умножение (тип 2)	$\tau _{1}06\tau _{2}+a$	$(s)_{0}\times ({\tilde {a}})=:(s);$ $0=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	—	Значение из сумматора умножается на ${\tilde {a}}$. Результат заносится в сумматор. Регистр сбрасывается, произведение округляется.
07	Деление	$\tau _{1}07\tau _{2}+a$	$(s)_{0}:({\tilde {a}})=:(s);$ $0=:(r)$	$(s)\leqslant -0$	$\left|(a)\right|\leqslant \left|(s)_{0}\right|$	Значение из сумматора $(s)_{0}$ делится на значение ${\tilde {a}}$. Результат заносится в сумматор. Частное округляется, регистр сбрасывается.
10	Присвоение знака	$\tau _{1}10\tau _{2}+a$	$sign({\tilde {a}})\cdot \left|(s)_{0}\right|=:(s);$ $({\tilde {a}}):=(r)$	$(s)\leqslant -0$	—	На сумматор переносится знак числа ${\tilde {a}}$.
11	Сдвиг	$11XXXX$		$(s)=+0$	—	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	$\tau _{1}12\tau _{2}+a$	$(s^{i})_{0}\wedge ({\tilde {a}})=:(s^{i});$ $({\tilde {a}}^{i}):=(r^{i});$ $l\leqslant i\leqslant 36$	$(s)=+0$	—	Содержимое сумматора поразрядно логически умножается на число $({\tilde {a}})$. Результат заносится в сумматор.
13	Формирование	$\tau _{1}13\tau _{2}+a$	$(s^{i})_{0}\vee ({\tilde {a}}^{i})=:(s^{i});$ $({\tilde {a}}^{i})=:(r^{i});$ $l\leqslant i\leqslant 36$	$(s)=+0$	—	Содержимое сумматора порязрядно логически сладывается с числом $({\tilde {a}})$. Результат помещается в сумматор.
14	Сравнение	$\tau _{1}14\tau 2+a$	$(s^{i})_{0}\eqsim ({\tilde {a}}^{i})=:(s^{i});$ $({\tilde {a}}^{i})=:(r^{i});$ $l\leqslant i\leqslant 36$	$(s)=+0$	—	Производится поразрядная операция отрицания равнозначности между содержимым сумматора и числом $(a^{i})$. Результат помещается в сумматор.
15	Нормализация	$\tau _{1}15\tau _{2}+a$	$(s)_{0}=sign(s)_{0}\times M(s)_{0}\cdot 2^{P_{(s)_{0}}};$ $P(s)_{0}*2^{-17}:=(s);$ $sign(s)_{0}\cdot M(s)_{0}:=({\tilde {a}});$ $(s)=:r$	$(s)_{0}=\pm 0$	—	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	$\tau _{1}16\tau _{2}+a$	$(s)_{0}=:({\tilde {a}})$	$(s)_{0}\leqslant -0$	—	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	$\tau _{1}20\tau _{2}+a$	$(-1)^{\left[\tau _{2}\right]}\times {\tilde {a}}\times 2^{-17}=:(s)$	$(s)\leqslant -0$ (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 $(F)_{0}\not =0$ ${\tilde {a}}=:(C)$	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