Розробка машинного алгоритму виконання операції та операційного автомату

Зміст

Вступ

1. Розробка машинного алгоритму виконання операції та операційного автомату

1.1 Основні методи виконання операції ділення

1.2 Розробка операційного автомату

1.3 Алгоритм ділення чисел без відновлення остачі

1.4 Приклад виконання операції ділення

2. Синтез керуючого автомату

2.1 Загальні відомості про керуючі автомати

2.2 Розробка карти прошивки ПЗП

Висновки

Завдання

Спроектувати процесор для виконання з використанням доповняльного коду без відновлення розрядів остачі операції ділення в двійково-десятковій системі числення. Синтезувати керуючий автомат побудований на принципі програмованої логіки, використовуючи примусову адресацію для чисел, поданих з плаваючою комою (розрядність мантиси - 1 десятковий розряд, порядку - 2 двійкових розряда).

Показати роботу алгоритму на прикладі чисел 47 і 45.

Анотація

В даній курсовій роботі був розроблений метод операції ділення чисел в двійково-десятковій системі числення та доповняльному коді, з плаваючою комою без відновленя розрядів. Побудовано граф-схему алгоритму виконання заданої операції.

Було проведено синтез керуючого автомату, побудованого на принципі програмованої логіки, використовуючи примусову адресацію. Розроблений алгоритм автомату, побудований алгоритм роботи автомату, структурна схема автомату.

Вступ

 

Обчислювальна техніка грає визначальну роль в науковому технічному прогресі нашої держави, яка сприяє підвищенню ефективності виробництва, покрашення якості продукції, росту продуктивності праці. Складність і відповідальність задач, що вирішуються сучасними ЕОМ та системами, потребують від них високої надійності та продуктивності. Тому, однією з основних проблем, які стоять перед розробниками сучасної обчислювальної техніки, є підвищення продуктивності, вітказостійкості та життєздатності [2].

В наш час основним напрямком вирішення цих проблем є побудова обчислювальних машин, які побудовані з великої кількості однорідних модулів, що створюють єдину систему шляхом встановлення логічних зв`язків між ними. В цьому суть концепції мультипроцесорних ЕОМ, частинними випадками яких є матричні, конвеєрні, з програмованою архітектурою і т.д. При цьому висовуються вимоги простоти контрольного обладнання і високої достовірності обробки інформації. Відносно апаратних затрат відмітимо, що тут суттєвіше не надлишковість кода, а додаткові витрати обладнання на реалізацію контроля.

В основу проектування операційних пристроїв різного призначення покладено принцип функціонування мікропрограмування і вважати пристрої, як композицію операційного і керуючого автоматів. При цьому мікропрограмування - це спосіб опису функцій операційних пристроїв безвідносно до технічних засобів, які використовуються для їх реалізації. Таке тлумачення мікропрограми дозволяє формулювати синтез структур будь-яких операційних пристроїв незалежно від способу керування роботою пристрою.

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

Розробка машинного алгоритму виконання операції та операційного автомату

 

Структурна схема операційного автомату наведена додатку А.

Таблиця 1.1

Для операційного автомату визначимо: вхідні і вихідні сигнали.

Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18

РгА: =ШДвх НСМп: =ШДвх РгВ: =ШДвх РгВп: =ШДвх НСМп: =0 НСМ1: =0 НСМ1: =НСМ1+РгВ НСМп: =НСМп+РгВп НСМ1: =НСМ1+0110 НСМп: = (не) НСМп НСМ1: = (не) НСМ1 НСМп: =НСМп+1 НСМ1: =НСМ1+1 НСМп: =НСМп+РгАп НСМ=0 РгС [0]: =РгА [0] ÅРгВ [0] НСМ: =НСМ+РгА Ліч1: =2

Y19 Y20 Y21 Y22 Y23 Y24 Y25 Y26 Y27 Y28 Y29 Y30 Y31 Y32 X1 X2 X3 X4

РгС: =L4 (РгС) НСМ: =L4 (НСМ) Ліч2: =9 НСМ: =НСМ+РгВ НСМ [5.8]: =НСМ [5.8] +0110 НСМ [1.4]: =НСМ [1.4] +0110 Ліч2: =Ліч2-1 Ліч2: =0 НСМ: =НСМ+НСМ1 Ліч2: =Ліч2+1 РгС [5.8]: =Ліч2 Ліч1: =Ліч1-1 Швих: =РгС Швих: =РгСп НСМ [0] =1 НСМ [5.8] <1010 НСМ [1.4] <1010 Ліч1=0

Синтез керуючого автомату

 

Розробка карти прошивки ПЗП

 

Використовуючи таблицю 2.1, таблицю 2.2 та граф-схему алгоритму, складемо карту програмування ПЗП керуючого автомату наступним чином:

Якщо в даному стані автомата (див. граф-схему алгоритму) виконуються мікрооперації, то записуємо операційну мікрокоманду, якщо виконується умовний або безумовний перехід в заданий стан, то записуємо керуючу мікрокоманду.

Операційна мікрокоманда складається з розряду признаку, в який записується "0”, і операційної частини, в яку записується двійковий код виконуваних мікрооперацій згідно таблиці 2.2.

Операційна мікрокоманда складається з розряду признаку, в який записується "1”, поля умови, в який записується двійковий код умови переходу згідно таблиці 2.2, і адресної частини, яка містить адресу переходу.

Мікропрограма описує послідовність переходу керуючого автомата їз одного стану в наступний стан. В кожному такому стані аналізується вміст окремої мікрокоманди:

Якщо розряд признаку Р=0, то виконується мікрооперації, код яких записаний в полі Y і відбувається перехід на наступну мікрокоманду.

Якщо розряд признаку Р=1 і умова, код якої записаний в полі Х, справджується (Х=1), то відбувається перехід на мікрокоманду з адресою, вказаною в полі А, інакше відбувається перехід на наступну мікрокоманду.

 

Таблиця 2.3 - Карта прошивки ПЗП

Стан	Адреса	Y	X	A0 (x=1)	A1 (x=0)
A0	00000	00000	000	0001	*
A1	00001	00001	000	00010	*
A2	00010	00010	000	00011	*
A3	00011	00011	000	00100	*
A4	00100	00100	000	00101	*
A5	00101	00101	000	00110	*
A6	00110	00110	000	00111	*
A7	00111	00111	000	01000	*
A8	01000	01000	000	01001	*
A9	01001	01001	000	01010	*
A10	01010	01010	001	01011	10010
A11	01011	01011	000	01100	*
A12	01100	01100	010	01110	01101
A13	01101	01101	000	01110	*
A14	01110	00000	011	10000	01111
A15	01111	01110	000	10000	*
A16	10000	00000	001	10001	11001
A17	10001	01111	000	01100	*
A18	10010	10000	000	10011	*
A19	10011	10001	010	10101	10100
A20	10100	01101	000	10101	*
A21	10101	00000	011	10111	10110
A22	10110	01110	000	10111	*
A23	10111	00000	001	11001	11000
A24	11000	10010	000	10011	*
A25	11001	10011	100	11010	01010
A26	11010	10100	000	00000	*

 

Функціональну схему керуючого автомату наведено в додатку Г.

На схемі позначено:

РгМк - регістр мікрокоманд;

Р - розряд признаку;

ПМ - пам’ять мікрокоманд;

ЛС - логічна схема;

Ліч - лічильник.

Висновки

 

В даній курсовій роботі було розроблено операційний та керуючий автомати і машинний алгоритм виконання операції ділення в оберненому коді без відновлення двох чисел з плаваючою комою в двійково-десятковому коді. Використання алгоритму ділення чисел без відновлення остачі виправдане його швидкодією в порівнянні з алгоритмом ділення чисел з відновленням остачі. А використання операндів з плаваючою комою дозволяє отримати результат достатньої точності.

Перелік посилань

1. Журавлев К. С ”Надежность и контроль ЄВМ”. Москва, ”Энергоатомиздат”, 1984.

2. Каган Б. М "Электронные вычислительные машины и системы”. Москва, "Энергоатомиздат ”, 1991.

.   Лысиков Б. Г "Арифметические и логические основы цифровых автоматов”. Москва, "Высшая школа”, 1985.

.   Майоров Б. С, Новиков А. Р ”Структура ЭВМ”. Москва, ”Высшая школа”, 1975.

.   Савельев А. Я "Прикладная теория цифровых автоматов”. Москва, "Высшая школа”, 1987.

.   Самофалов К. С "Цифровые ЭВМ”. Киев, ”Вища школа”, 1989.

Додатки

Додаток Б Алгоритм

Зміст

Вступ

1. Розробка машинного алгоритму виконання операції та операційного автомату

1.1 Основні методи виконання операції ділення

1.2 Розробка операційного автомату

1.3 Алгоритм ділення чисел без відновлення остачі

1.4 Приклад виконання операції ділення

2. Синтез керуючого автомату

2.1 Загальні відомості про керуючі автомати

2.2 Розробка карти прошивки ПЗП

Висновки

Завдання

Спроектувати процесор для виконання з використанням доповняльного коду без відновлення розрядів остачі операції ділення в двійково-десятковій системі числення. Синтезувати керуючий автомат побудований на принципі програмованої логіки, використовуючи примусову адресацію для чисел, поданих з плаваючою комою (розрядність мантиси - 1 десятковий розряд, порядку - 2 двійкових розряда).

Показати роботу алгоритму на прикладі чисел 47 і 45.

Анотація

В даній курсовій роботі був розроблений метод операції ділення чисел в двійково-десятковій системі числення та доповняльному коді, з плаваючою комою без відновленя розрядів. Побудовано граф-схему алгоритму виконання заданої операції.

Було проведено синтез керуючого автомату, побудованого на принципі програмованої логіки, використовуючи примусову адресацію. Розроблений алгоритм автомату, побудований алгоритм роботи автомату, структурна схема автомату.

Вступ

 

Обчислювальна техніка грає визначальну роль в науковому технічному прогресі нашої держави, яка сприяє підвищенню ефективності виробництва, покрашення якості продукції, росту продуктивності праці. Складність і відповідальність задач, що вирішуються сучасними ЕОМ та системами, потребують від них високої надійності та продуктивності. Тому, однією з основних проблем, які стоять перед розробниками сучасної обчислювальної техніки, є підвищення продуктивності, вітказостійкості та життєздатності [2].

В наш час основним напрямком вирішення цих проблем є побудова обчислювальних машин, які побудовані з великої кількості однорідних модулів, що створюють єдину систему шляхом встановлення логічних зв`язків між ними. В цьому суть концепції мультипроцесорних ЕОМ, частинними випадками яких є матричні, конвеєрні, з програмованою архітектурою і т.д. При цьому висовуються вимоги простоти контрольного обладнання і високої достовірності обробки інформації. Відносно апаратних затрат відмітимо, що тут суттєвіше не надлишковість кода, а додаткові витрати обладнання на реалізацію контроля.

В основу проектування операційних пристроїв різного призначення покладено принцип функціонування мікропрограмування і вважати пристрої, як композицію операційного і керуючого автоматів. При цьому мікропрограмування - це спосіб опису функцій операційних пристроїв безвідносно до технічних засобів, які використовуються для їх реалізації. Таке тлумачення мікропрограми дозволяє формулювати синтез структур будь-яких операційних пристроїв незалежно від способу керування роботою пристрою.

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

Розробка машинного алгоритму виконання операції та операційного автомату