Список команд Урал-1

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: ${\displaystyle \tau _{1}\theta \tau _{2}+a}$, где:

• ${\displaystyle \tau _{1}}$ — признак переадресации
• ${\displaystyle \theta }$ — код операции
• ${\displaystyle \tau _{2}}$ — признак длины ячейки
• ${\displaystyle a}$ — адрес

• 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:

${\displaystyle {\tilde {a}}=a-\tau _{1}(F)}$;

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).

Код операции θ	Название	формула	содержание	Сигналы		комментарий
				ω	φ
01	Сложение	${\displaystyle \tau _{1}01\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s_{0})+({\tilde {a}})=:(s);}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}})=:(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	${\displaystyle \left|(s)\right\vert >1-2^{-35}}$	К значению сумматора добавляется значение ячейки ${\displaystyle {\tilde {a}}}$. Значение сохраняется в сумматоре, значение прибавляемого регистра не меняется.
02	Посылка в сумматор (присвоение)	${\displaystyle \tau _{1}02\tau _{2}+a}$	${\displaystyle ({\tilde {a}})=:(s);}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}})=:(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	—	Сброс регистра сумматора в ноль и выполнение операции сложения (код θ=1)
03	Вычитание	${\displaystyle \tau _{1}03\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s_{0})-({\tilde {a}})=:(s);}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}})=:(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	${\displaystyle \left|(s)\right|>1-2^{-35}}$	Знак числа ${\displaystyle {\tilde {a}}}$ меняется на противоположный, после чего выполняется операция сложения (код θ=1)
04	Вычитание модулей	${\displaystyle \tau _{1}04\tau _{2}+a}$	${\displaystyle \left|(s)_{0}\right|-\left|({\tilde {a}})\right|=:(s);}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}})=:(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	—	Выполняется операция сложения (код θ=1) с предварительным изменением знаков: первоначальному значению сумматора присваивается знак ${\displaystyle +}$, числу ${\displaystyle {\tilde {a}}}$ присваивается знак ${\displaystyle -}$
05	Умножение (тип 1)	${\displaystyle \tau _{1}05\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (r)_{0}\times ({\tilde {a}})+(s)_{0}=:(s);}$ ${\displaystyle 0=:(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	${\displaystyle \left|(s)\right|>1-2^{-35}}$	Регистр АУ умножается на ${\displaystyle {\tilde {a}}}$; произведение (умножение, тип 2, θ=6) прибавляется к содержимому сумматора. Результат записывается в сумматор, регистр АУ сбрасывается.
06	Умножение (тип 2)	${\displaystyle \tau _{1}06\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s)_{0}\times ({\tilde {a}})=:(s);}$ ${\displaystyle 0=:(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	—	Значение из сумматора умножается на ${\displaystyle {\tilde {a}}}$. Результат заносится в сумматор. Регистр сбрасывается, произведение округляется.
07	Деление	${\displaystyle \tau _{1}07\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s)_{0}:({\tilde {a}})=:(s);}$ ${\displaystyle 0=:(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	${\displaystyle \left|(a)\right|\leqslant \left|(s)_{0}\right|}$	Значение из сумматора ${\displaystyle (s)_{0}}$ делится на значение ${\displaystyle {\tilde {a}}}$. Результат заносится в сумматор. Частное округляется, регистр сбрасывается.
10	Присвоение знака	${\displaystyle \tau _{1}10\tau _{2}+a}$	${\displaystyle sign({\tilde {a}})\cdot \left|(s)_{0}\right|=:(s);}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}}):=(r)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$	—	На сумматор переносится знак числа ${\displaystyle {\tilde {a}}}$.
11	Сдвиг	${\displaystyle 11XXXX}$		${\displaystyle (s)=+0}$	—	Значение регистра сдвигается на число, указанное в 16—24 разрядах сумматора. Сдвиг зависит от знака ${\displaystyle (s)_{0}}$. Отрицательные значения — сдвиг вправо, положительные — сдвиг влево.
12	Выделение части	${\displaystyle \tau _{1}12\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s^{i})_{0}\wedge ({\tilde {a}})=:(s^{i});}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}}^{i}):=(r^{i});}$ ${\displaystyle l\leqslant i\leqslant 36}$	${\displaystyle (s)=+0}$	—	Содержимое сумматора поразрядно логически умножается на число ${\displaystyle ({\tilde {a}})}$. Результат заносится в сумматор.
13	Формирование	${\displaystyle \tau _{1}13\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s^{i})_{0}\vee ({\tilde {a}}^{i})=:(s^{i});}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}}^{i})=:(r^{i});}$ ${\displaystyle l\leqslant i\leqslant 36}$	${\displaystyle (s)=+0}$	—	Содержимое сумматора порязрядно логически сладывается с числом ${\displaystyle ({\tilde {a}})}$. Результат помещается в сумматор.
14	Сравнение	${\displaystyle \tau _{1}14\tau 2+a}$	${\displaystyle (s^{i})_{0}\eqsim ({\tilde {a}}^{i})=:(s^{i});}$ ${\displaystyle ({\tilde {a}}^{i})=:(r^{i});}$ ${\displaystyle l\leqslant i\leqslant 36}$	${\displaystyle (s)=+0}$	—	Производится поразрядная операция отрицания равнозначности между содержимым сумматора и числом ${\displaystyle (a^{i})}$. Результат помещается в сумматор.
15	Нормализация	${\displaystyle \tau _{1}15\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s)_{0}=sign(s)_{0}\times M(s)_{0}\cdot 2^{P_{(s)_{0}}};}$ ${\displaystyle P(s)_{0}*2^{-17}:=(s);}$ ${\displaystyle sign(s)_{0}\cdot M(s)_{0}:=({\tilde {a}});}$ ${\displaystyle (s)=:r}$	${\displaystyle (s)_{0}=\pm 0}$	—	Нормализация числа в сумматоре; мантисса и её знак записываются в ячейку ${\displaystyle {\tilde {a}}}$, 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	${\displaystyle \tau _{1}16\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (s)_{0}=:({\tilde {a}})}$	${\displaystyle (s)_{0}\leqslant -0}$	—	Значение из сумматора копируется в ${\displaystyle {\tilde {a}}}$ на магнитном барабане. Значение сумматора, регистра АУ не меняется.
17	Послыка в регистр	${\displaystyle \tau _{1}17\tau _{2}+a}$	${\displaystyle ({\tilde {a}})=:(r)}$	${\displaystyle (r)=\pm 0}$	—	Значение из ячейки ${\displaystyle {\tilde {a}}}$ посылается на регистр АУ. Значение в сумматоре не меняется.
20	Посылка адреса в сумматор	${\displaystyle \tau _{1}20\tau _{2}+a}$	${\displaystyle (-1)^{\left[\tau _{2}\right]}\times {\tilde {a}}\times 2^{-17}=:(s)}$	${\displaystyle (s)\leqslant -0}$ (то есть ${\displaystyle \left[\tau _{2}\right]=1}$)	—	Сумматор сбрасывается, содержимое 12 и 1-11 разряда команды переносится в 36 и 19-29 разряды сумматора.
21	Условный переход	${\displaystyle \tau _{1}21a}$	Если ω=1, то ${\displaystyle {\tilde {a}}=:(C)}$	не изменяется	—	Если в момент выполнения команды флаг ω установлен, то управление передаётся команде ${\displaystyle ({\tilde {a}})}$. Если флаг сброшен, то продолжается выполнение программы (со следующей команды).
22	Безусловный переход	${\displaystyle \tau _{1}22a}$	${\displaystyle {\tilde {a}}=:(C)}$	не изменяется	—	Управление передаётся команде ${\displaystyle ({\tilde {a}})}$
23	Передача управления по ключу	${\displaystyle \tau _{1}23XXXa}$	При включенном ключе номер${\displaystyle {\tilde {a}}}$ ${\displaystyle (C)_{0}+2=:(C)}$	Сохраняется	—	Если ключ (флаг) с номером ${\displaystyle {\tilde {a}}}$ из диапазона [1;7] включен, то следующая команда пропускается, если ключ выключен, выполняется.
24	Конец цикла	${\displaystyle \tau _{1}24a}$	${\displaystyle (F)_{0}-2^{(f)}=:(F)}$; при ${\displaystyle (F)_{0}\not =0}$${\displaystyle {\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) ${\displaystyle {\tilde {a}}}$
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).

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)