Сдвиг влево (BusSHL)

Входы (Inputs)

Выходы (Outputs)

Логика работы

BusSHL сдвигает все восемь битов шины на одну позицию влево. Младший бит (bit 0) освобождается, и на его место приходит ноль, а старший (bit 7) выталкивается за край и теряется. Пример на байте: A = 00000011 (3) → Q = 00000110 (6). Смотреть на сдвиг удобно как на бегущую строку: каждый бит переезжает на соседнее место левее, а хвост дописывается нулём.

Отсюда главное свойство: сдвиг влево — это умножение на 2. В двоичной записи каждый разряд весит вдвое больше соседа справа, поэтому переезд бита влево удваивает его вклад в число. Цепочка 3 → 6 → 12 → 24 удваивает значение на каждом шаге. Три сдвига подряд дают умножение на 8 — без единого узла умножения, одними проводами.

Тонкость: шина восьмибитная, и результат берётся по модулю 256. Если старший бит был единицей, он теряется — возникает переполнение: 10000000 (128) после сдвига даёт 00000000 (0). Все числа от 128 умножаются «с обрезкой», так что перед серией сдвигов стоит прикинуть, не вылезет ли результат за 255.

Примеры (8 бит)

Применение

В АЛУ (уровень 13) сдвиг влево стоит рядом с И, ИЛИ и сложением и закрывает умножение на степени двойки: ×2 — один сдвиг, ×4 — два, ×8 — три. Умножение на произвольное число раскладывается на сумму сдвигов: A × 5 = (A << 2) + A — то есть два сдвига и одно сложение. Настоящего умножителя процессору иметь не обязательно.

Вторая роль — сборка и разбор байтов. На уровне 19 «Шаг вперёд» сдвиг удваивает шаг счётчика команд с +1 до +2: команды занимают два байта, и ПК должен перепрыгивать через оба. А при формировании команды в Harvard-архитектуре (уровень 16) опкод сдвигается влево на 4 позиции — переезжает из младшей тетрады в старшую — и склеивается с операндом через BusOR. Без сдвига опкод и операнд так и остались бы соседями в одной тетраде.