Косвенная адр

В команде указан адрес ОЗУ, где находится адрес данного. Признаками того, что данная команда является косвенной в изображении кода операции вводим знак @.

Например:

а) команда загрузки данного косвенная.

RD@ A Ak:=ОЗУ(ОЗУ(А))

В приведённой записи во внешних скобках указывается где находится адрес данного. Схема

WR@ A ОЗУ(ОЗУ(А)):=Ak

 

 

Рис.20

 

ADD@ A Ak:=Ak+ОЗУ(ОЗУ(А))

 

 

Точно также косвенную адресацию можно использовать и для других команд:

SUB@ A

MUL@ A

9.Специальная система команд

Для улучшения временных характеристик вычислителя можно ввести ряд специальных команд:

 

· Умножение на 2 можно выполнить путём сдвига данного влево на 1 разряд

AK L Ak:=L1(AK),

где L1 означает сдвиг влево (left) на 1 разряд, AK – аккумулятор.

· Деление на два можно выполнить путём сдвига данного вправо на 1 разряд:

AK R Ak:=R1(AK),

где R1 означает сдвиг вправо (right) на 1 разряд.

· Сложение с единицей можно реализовать командой инкрементор:

INC Ak:=Ak+1.

· Вычитание единицы реализуется командой декрементор:

DEC Ak:=Ak-1.

· Можно ввести и ряд других команд:

SQR – возведение в квадрат,

INC2 – сложение с 2,

SIN – тригонометрическая операция sin.

Следует заметить, что введение дополнительных команд требует дополнительного оборудования, но повышает производительность вычислителя. Поэтому выбор их должен быть обоснованным с точки зрения объёма оборудования и производительности вычислителя.

Выполнение каждой команды начинается с того, что она вначале извлекается из ОЗУ и передаётся в устройство управления (УУ). Этот процесс, в особенности, для длинных команд, которые хранятся в нескольких ячейках, занимает значительное время. Поэтому уменьшение числа обращений к ОЗУ может значительно повысить быстродействие вычислителя.

Если система команд определяет сложность арифметического устройства, то программа – быстродействие вычислителя (время решения задачи).

Таким образом, по каждой выбранной системе команд и соответствующей ей программе можно получить различные технические характеристики. Предварительный их анализ позволяет выбрать один вариант технической реализации специализированного вычислителя.

 

10.Макрокоманды

11. Машинные циклы

работа вычислителя заключается в последовательном выполнении команд. Одна команда выполняется за один командный цикл, который состоит из машинных циклов:

· ЦВК - цикл выборки команды,

· ЦВО – цикл выборки операнда,

· ЦИК – цикл исполнения команды.

Цикл выборки команды одинаков для любой команды и состоит в том, что адрес команды из СЧК передается в ОЗУ. Из ОЗУ извлекается команда и передается в регистр команд (рис.11).

 

В цикле выборки операнда адрес операнда (А) из регистра команд (РК) передается в ОЗУ для извлечения данного (data). Извлеченное данное поступает в один из регистров АУ. Если происходит запись (команда WR), то данное из АУ поступает в ОЗУ для записи

Цикл исполнения команды для каждой команды свой, т.к. команды реализуют различные операции.

Обобщенный граф работы вычислителя представлен на рис.12 и начинается с вершины «begin» и ждущей вершины «пуск».

Если «пуск» = 1, то управляющий автомат приступает к выполнению первого машинного цикла – цикла выборки команд (ЦВК). Извлеченная команда записывается в регистр команд, где она разделяется на две части: КОП и Adr(A).

Код операции (КОП) поступает в управляющий автомат на анализ. Если это команды арифметических операций над двумя операциями, то вычислитель переходит к циклу выборки операнды (ЦВО) из ОЗУ. Затем вновь анализирует КОП и в зависимости от типа операции реализуется свой цикл использования(+,-,*,…).

Команда RD(чтение) и WR (записи) не имеет цикла исполнения, т.к. исполнение команды реализуется в ЦВО.

Команды безусловных и условных переходов не имеют цикла выборки операнда и реализуются по своим микропрограммам.

После выполнения каждой команды управляющий автомат переходит к выборки следующей команды. Конец выполнения каждой команды замкнут на вход ЦВК. Процесс вычисления заканчивается командой остановки (HLT) на вершину «end».

Каждый операторный блок, представленный на рис.12 (ЦВК, ЦВО, +,-,*,…) – есть отдельная микропрограмма, записанная в управляющем автомате

 

12.Операционное устройство.блок,э лемент.

Операционное устройство – это устройство, которое выполняет определённые операции

Операционный блок. Любое операционное устройство состоит из отдельных блоков, которые называются операционными. К ним относятся: следующие операционные блоки: управляемые шины, регистры, сдвигающие регистры, счетчики, сумматоры, схемы сравнения, дешифраторы, шифраторы, различные комбинационные схемы, комбинированные операционные блоки и отдельные триггерные ячейки, если их в функциональном отношении можно рассматривать как ОБ. Регистры служат для хранения слов информации. Регистры сдвига, счётчики, сумматоры, схемы сравнения, дешифраторы и шифраторы являются специализированными ОБ и ориентированны на выполнение микроопераций сдвига, счёта, сложения, сравнения, дешифрации, и шифрации соответственно. Для выполнения набора разнотипных микроопераций (например, счёта и сдвига) используют комбинированные ОБ.

Каждый операционный блок выполняет конкретную арифметическую или логическую операцию.

Операционный блок (ОБ) – это автомат (последовательностная или комбинационная схема), реализующий следующие функции:

1) хранение слова информации,

2) выполнение микроопераций, вычисляющих информационное слово,

3) вычисление логического условия, зависящее от полученного информационного слова.

Таким образом, функция операционного блока определена, если заданы:

1) описание хранимого или вычисляемого информационного слова;

2) множество реализуемых блоком микроопераций;

3) множество вычисляемых блоком логических условий.

Среди перечисленных выше операционных блоков можно выделить следующие их типы:

1) Комбинационные операционные блоки реализуют различные логические функции и построены на логических элементах. В свою очередь такие блоки подразделяются на стандартные и нестандартные. К числу стандартных можно отнести блоки, реализующие стандартные функции сравнения, дешифрирования,

шифрования, суммирования, специальные переключательные схемы. Нестандартные блоки выполняют нестандартные логические функции. Например, функцию y = (x_{1 2} + x₃) ₄x₅ можно отнести к нестандартной.

2) Запоминающие операционные блоки предназначены для хранения информации, выполнения заданных микроопераций и выработки осведомительных сигналов. Основным элементом запоминающего операционного блока является триггер, который предназначен для хранения одного бита информации.

К числу запоминающих операционных блоков можно отнести регистры, счётчики, сумматоры накапливающего типа и другие.

 

 

 

Операционный элемент. Из операционных элементов строятся операционные блоки. К операционным элементам относятся элементы “И”, “ИЛИ”, “НЕ”, “И-НЕ”, “ИЛИ-НЕ”, различные триггеры. В некоторых случаях операционный блок может состоять из одного операционного элемента, функции которого в операционном устройстве можно интерпретировать как операционный блок.

Каждый операционный блок может выполнить одно элементарное машинное действие или более. Например, запись в регистр кода числа, увеличение показания счётчика на единицу, сложение кодов чисел в сумматоре, реализация логической функции в комбинационной схеме. Такие элементарные машинные действия называются микрооперациями.