Розробка операційного автомату

Вступ

 

У наш час, з розвитком науково-технічного прогресу розвивається і обчислювальна техніка, що сприяє більшому удосконаленню. Обчислювальна техніка займає не останнє місце і грає визначальну роль в науковому технічному прогресі, сприяє підвищенню ефективності виробництва, покращанню якості продукції, росту продуктивності праці.

ЕОМ відкрили нову сторінку в історії людських знань і можливостей, звільнили тисячі обчислювачів, значно полегшили працю вчених, дали можливість вивчати найскладніші процеси.

В основу проектування операційних пристроїв різноманітного призначення покладено принцип функціонування мікропрограмування. Пристрої проектуються, як композиція операційного і керуючого автоматів. Мікропрограмування – це спосіб опису функцій операційних пристроїв незалежно від технічних засобів, які використовуються для їх реалізації. Таке тлумачення мікропрограми дозволяє синтезувати структуру будь-яких операційних пристроїв незалежно від способу керування роботою пристрою.

Необхідно відмітити, що принципи побудови і методи проектування операційних і керуючих автоматів є тією основою, на якій базується теорія і практика проектування більшої частини пристроїв ЕОМ.

 

 

Розробка операційного автомату

Розробка алгоритму

 

Згідно обраного методу виконання множення побудуємо блок схему алгоритму:

 

 

Приклад множення

 

Візьмемо для прикладу помноження два числа:

A=0,69140625 та B= -0,80078125.

Переведемо ці числа в двійкову систему числення:

А₂=0.10110001; А_доп=0.10110001;

В₂=1.11001101; В_доп=1.00110011.

Розглянемо приклад помноження цих чисел, за допомогою алгоритму:

 

СМ	РгB	ПРИМІТКИ
0.0000000000000000 1.01001111 +0.000000000 0.0000000000	1.00110011     1.110011_ _     1.10011_ _ _     1.0011_ _ _ _   1.011_ _ _ _ _   1.11_ _ _ _ _ _     1.1_ _ _ _ _ _ _	СM:=0; Рг1:=Адоп; СМ:=Рг1+Рг2+Рг3;
1.0100111100000000 +0.0000000000000000 0.00010110001		форм. пром. суму і пер. Р РгВ2; РгА®1; СМ:=СМ+РгА+Р;
1.0101100100100000 +0.0000110000000000 0.000010110001		форм. пром. суму і пер. Р РгВ1; РгА®1; СМ:=СМ+РгА+Р;
1.0101111000110000 +0.0001001000000000 0.0000000000000		форм. пром. суму і пер. Р РгВ1; РгА®1; СМ:=СМ+Р;
1.0100110000110000 +0.0010010000000000 0.00000000000000		форм. пром. суму і пер. Р РгВ1; РгА®1; СМ:=СМ+Р;
1.0110100000110000 +0.0000100000000000 0.000000010110001		форм. пром. суму і пер. Р РгВ1; РгА®1; СМ:=СМ+РгА+Р;
1.0110000101010010 +0.0001000001000000 0.0000000010110001		форм. пром. суму і пер. Р РгВ1; РгА®1; СМ:=СМ+РгА+Р;
1.0111000110100011 ^+0.0000000010100000		СМ:=СМ+Р;
1.0111001001000011 1.1000110110111101		СМ:=СМ+1;

 

В результаті отримали відповідь:

А*В=1.1000110110111101₂= – 0,553665161133;

Синтез керуючого автомату

Теоретичні відомості

Як такого конкретного визначення автомату не має, цей термін використовується в двох аспектах: автомат – як пристрій, виконуючий деякі функції, без участі людини; з другого боку, автомат як математичне поняття – математична модель реальних технічних автоматів.

Автомат називається скінченим, якщо множина його внутрішнього стану та множина значень вхідних сигналів – скінчена множина. В практиці часто використовується поняття цифрового автомату, під яким сприймають пристрій, призначений для перетворення цифрової інформації.

Автомат задається трьома алфавітами і двома функціями (функція переходів та функція виходів), одним початковим станом. Поняття стану автомату використовується для описання систем, виходи яких залежать не тільки від вхідних сигналів в даний момент часу, але і від деяких сигналів, які поступили на входи системи раніше. Функція переходів – це залежність нового стану від попереднього та вхідних сигналів. Функція виходів – залежність вихідного сигналу від вхідного та попереднього стану.

Закон функціонування управляючого автомату можна описати у вигляді списку переходів автомата. Так, закон функціонування автомата можна представити у вигляді таблиці з такими розділами: номер переходу, вихідний стан, його код, наступний стан, його код, вхідний набір, вихідний набір, сигнали збудження. Цей список переходів дозволяє компактно і наочно зобразити закон функціонування автоматів. Перемикання автомата з одного стана в інший виконується шляхом зміни стану запам’ятовуючих елементів, які переключають сигнали збудження.

Керуючі автомати з жорсткою логікою будуються на базі логічних й запам’ятовуючих елементів, які об’єднуються в логічну схему, яка функціонує в відповідності з заданим законом.

Розрізняється два типи автоматів: Мура і Мілі. Мура простіший в розумінні, Мілі – складніший, при реалізації – навпаки. У Мура Вихідні сигнали пов’язані тільки зі станами, для Мілі вихідні сигнали залежать як від станів, так і від вхідних сигналів.

Коли графік програми позначають станами, то для Мура станами позначають операційні вершини, для Мілі – зв’язки між операційними вершинами так, щоб витратити якомога менше станів, причому, щоб кожна операційна вершина знаходилась між двома станами, і між двома операційними вершинами був стан.

 

Побудова графа автомата

 

Наступним кроком у синтезі керуючого автомату є перехід до графу автомата. Якщо станам поставити в відповідність вершини графа, а шляхам переходу від одного стану до іншого через умовні та операційні вершини – дуги (з цієї вершини в наступну), які відмічені набором значень вхідних та вихідних сигналів, то отримаємо граф який буде визначати закон функціонування автомата Мілі. Відмітимо, що дуги на графі автомата відмічаються тільки тими вхідними сигналами, які визначають можливість переходу між станами, і тими вихідними сигналами, які в даній ситуації приймають відповідне значення.

 

 

Висновок

Використана література

 

1. А.Я. Савльев «Прикладна теория цифрових автоматів» – Москва В. Шк. – 1987.

2. Методичні вказівки до вивчення курсу «Прикладна теорія цифрових автоматів» – Вінниця ВДТУ-1997.

3. Каган Б.М. «Электронные вычислительные машины и системы». Москва Энергоатомиздат 1991 г. с. 592

4. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Теория и проектирование ЦВМ» – Винница ВПИ - 1982.

5. К.Г. Самофалов «Цифровые ЭВМ» – ВШ – 1989.

Вступ

 

У наш час, з розвитком науково-технічного прогресу розвивається і обчислювальна техніка, що сприяє більшому удосконаленню. Обчислювальна техніка займає не останнє місце і грає визначальну роль в науковому технічному прогресі, сприяє підвищенню ефективності виробництва, покращанню якості продукції, росту продуктивності праці.

ЕОМ відкрили нову сторінку в історії людських знань і можливостей, звільнили тисячі обчислювачів, значно полегшили працю вчених, дали можливість вивчати найскладніші процеси.

В основу проектування операційних пристроїв різноманітного призначення покладено принцип функціонування мікропрограмування. Пристрої проектуються, як композиція операційного і керуючого автоматів. Мікропрограмування – це спосіб опису функцій операційних пристроїв незалежно від технічних засобів, які використовуються для їх реалізації. Таке тлумачення мікропрограми дозволяє синтезувати структуру будь-яких операційних пристроїв незалежно від способу керування роботою пристрою.

Необхідно відмітити, що принципи побудови і методи проектування операційних і керуючих автоматів є тією основою, на якій базується теорія і практика проектування більшої частини пристроїв ЕОМ.

 

 

Розробка операційного автомату