Операционный автомат

Исходным для разработки структуры операционного автомата (ОА) являются:

□ описание входных и выходных слов ОА (множеств D _Iи D_O);

□ список множества операций из F, которые должны выполняться над словами.

Процесс разработки ОА, таким образом, следует начинать с определения форматов входных и выходных слов и разработки алгоритмов выполнения операций в терминах слов и стандартных действий над словами (сложение, копирование, инверсия, сдвиг и т.д.). Разработанные алгоритмы удобно представить в форме граф-схемы алгоритма (ГСА).

Далее необходимо разработать структуру ОА. Операционный автомат строится на базе операционных и логических элементов. Предложенные процедуры формального синтеза ОА [7] не получили широкого распространения; обычно используют т. н. "содержательный" метод синтеза.

Разработать структуру — значит определить набор элементов, входящих в нее, и установить связи между этими элементами. Структура реализуется, исходя из разработанных на предыдущем этапе алгоритмов таким образом, чтобы обеспечить реализацию всех действий, предусмотренных в операторных вершинах ГСА.

(Страница91)

Действия в структуре ОА выполняются под управлением микроопераций, поэтому при разработке ОА следует определить полный список микроопераций, наличие которых обеспечит выполнение в разработанной структуре всех предусмотренных в алгоритмах преобразований слов.

Наконец, формирование последовательности микроопераций в управляющем автомате осуществляется с учетом значений логических условий, которые формируются в ОА. Поэтому при разработке ОА следует сформировать список логических условий, определяемый содержимым условных вершин ГСА, и предусмотреть в структуре ОА (если это необходимо) специальные элементы для формирования этих логических условий.

Итак, процесс разработки ОА можно представить состоящим из следующих этапов:

1. Определение форматов входных и выходных данных (слов).

2. Разработка ГСА выполняемых операций.

3. Разработка структуры ОА — выбор элементов и организация связей.

4. Определения множества { у} микроопераций, выполняемых в ОА.

5. Определения множества {х} логических условий, формируемых в ОА.

Пример проектирования операционного автомата АЛУ

В качестве примера рассмотрим разработку операционного автомата арифметического устройства, реализующего операцию деления чисел с фиксированной запятой, представленных в прямом коде.