Файл: Семененко В.А. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах учеб. пособие для студентов всех специальностей.pdf

грамм с различных алгоритмических языков на машинный язык и т. и.

МЗУ характеризуется емкостью в сотни 'миллионов слов и временем обращения от нескольких десятков мксек, до нескольких секунд.

5.Устройства ввода — вывода

Устройства ввода служат для ввода информации, запи­ санной в виде пробивок на перфокартах или перфолентах в МЗУ или МОЗУ машины.

. Устройства вывода служат для вывода результатов реше­ ния задачи из машины на широкую печать, перфокарты или

секунду. При передачах по каналу — десятки и сотни тысяч бит в секунду.

6. Пульт управления (ПУ)

ПУ предназначен для управления ріаботой машины в про­ цессе отладки программ, при решении задач (для запуска, останова машины, снятия задач и т. д.), контроля за ходом решения задач, для поиска неисправностей в м/ашине и про­ филактического ремонта. ,

і

§ 1—2. Принцип работы ЦВМ

Числовые данные и команды программы наносятся, ■например, на перфокарты в виде пробивок с помощью устройств подготовки перфокарт.

Перфокарта представляет собой тонкий прямоугольный лист эластичного картона с одним срезанным углом (рис. 3—2). Число или команда располагается на перфокарте в строку (или столбец, при вводе с узкой стороны). Причем число записывается в двоично-десятичной, а команда в двоич­ ной системе счисления. Признаком числа или команды в стро­ ке служит 'основной маркер, пробитый по 18 дорожке. При­ знаком адреса является вспомогательный маркер, пробитый

120

ла 80 колонке перфокарты. Если в строке пробит вспомога­ тельный імаркер (и нет основного маркера), то число или команда записывается в МОЗУ, начиная с той ячейки, кото­ рая пробита в этой строке. Например, в строке пробит код 0074. В этом случае массив кодов будет вводиться в МОЗУ е ячейки 0074. В строке, содержащей основной и вспомога­ тельный маркеры, пробивается контрольная сумма; при поступлении в машину коды суммируются и полученная сумма кодов сверяется с той, которая пробита в этой стро­

/

Рис. 3—2. Запись информации на перфокарте

ке, для контроля правильности ввода. Совпадение подсчитан­ ной и считанной контрольных сумм является достаточной гарантией того, что информация в МОЗУ записана верно.

Принцип считывания информации следующий (рис. 3—3). В тех местах, где пробиты отверстия на перфокарте, с фото-

і

3

5

Рис. 3—3. Фотоэлектрический способ считывания информации

121

элементов считываются сигналы и усиленные усилителями по кодовым шинам подаются в МОЗУ. 'Наличие сигнала в дан­ ном разряде означает 1, отсутствие — 0.

Таким образом, двоичные числа представляются в маши­

ний, но разных полярностей

Представления 1 и Ош виде импульсов напряжений пока­ заны на рис. 3—5. В одной и той же .машине числа могут передаваться и представляться и уровнями напряжений, и импульсами.

Числа передаются в машине параллельно или последова­ тельно разряд за разрядом (рис. 3—6, 3—7).

122

Ввод программы решения задачи и исходных числовых данных осуществляется обычно после нажатия соответству­ ющих 'клавиш на вводном устройстве (или на пульте управ­ ления, если таких устройств немного). Управляющая про­ грамма присваивает введенной задаче определенный приори­ тет и ставит ее в очередь в МЗУ.

При выполнении программа транслируется, если она на­ писана на алгоритмическом языке, и после трансляции, если

она написана правильно, может исполняться команда за командой. Этот автоматизм обеспечивается устройством управления.

§ 1—3. Особенности структуры мини-ЭВМ

Мы рассмотрели структуру ЦВМ, предназначенную для решения научных и сложных инженерных и экономических задач. Для решения более простых задач могут использовать­ ся' мини-ЭВМ. Структура ряда современных мини-ЭВМ ос­ нована на магистральном принципе. Этот принцип позволяет свободно наращивать мощность мини-ЭВМ, подключая допол­ нительные устройства к магистрали. Отечественные мини-

чение внешних устройств осуществляется через интерфейсные карты.

123

Г Л А В А II

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Арифметическое устройство ЦВМ состоит (рис. 3—8) из схем сумматоров, регистров и логических управляющих схем. Эти схемы в свою очередь состоят из логических (рассмот­ ренных нами в разделе 2, глава 2), усилительных и триггер­ ных элементов. Усилительные элементы предназначены чдля формирования импульсных сигналов. ■

ющей запятой; СПЗ — сумматоры с плавающей запятой; СФЗ — сумматоры с фиксированной за­

124

или нулевом. Говорят, что триггер находится в единичном

ное или нулевое состояние он имеет соответственно единич­ ный и нулевой входы. Тригерр может иметь также средний (счетный) вход. При подаче импульса на счетный вход триг­ гер перебрасывается из одного устойчивого состояния в дру­ гое, 'противоположное, т. е. например, из единичного в нуле­ вое и наоборот (рис. 3—9).

*1 I*

О__ і

X

т Л _ _ Г 1 Л _ П _

Рис. 3—9. Символическое представ­ ление и временная диаграмма работы триггера со счетным входом

На рис. 3—10 приведена временная диаграмма работы триггера с раздельными входами, а на рис. 3—11 — схема триггера с раздельными входами и двумя элементами И на входе, работающего как триггер со счетным входом. На рис. 3—12 представлен триггер с Тремя входами с элементами ИЛИ и И на входе.

125

126

Регистры предназначены для хранения двоичных чисел. Различают регистры параллельного и последовательного дей' ствия. В регистр параллельного действия (рис. 3—13) число вводится и выдается из него в виде параллельного кода.

Рис. 3—13. Регистр параллельного действия

Представленное ,в виде импульсов или уровней напряжения число по кодовым шинам числа подается на один из входов ячеек И, другой вход которых управляется сигналом разре­ шения из устройства управления. Триггеры устанавливаются в состояния, определяемые пришедшим кодом. Предположим, что по кодовым шинам пришло число 101. Тогда при подаче импульса разрешения ИР—1 триггеры Т\ и Т3 сигналами с выходов 1 и 3 ячеек И—1 установятся в состояние «I», а триггер Т2 останется в состоянии «0». При подаче сигнала разрешения ИР—2 выходные импульсы будут считываться только с триггеров Т\ и 7V таік как е их правых выходов подаются высокие уровни напряжений на соответствующие ячейки И—2. Группа ячеек И—3 .позволяет считывать в обратном коде число, находящееся в регистре. При подаче управляющего сигнала ИР—3 выходной сигнал возникает только на выходе ячейки И—3 второго разряда, имеющей на другом входе высокий уровень напряжения с триггера Т2.

Чтобы очистить регистр для приема на него, например, другого числа, .нужно подать на триггеры сигнал установки в «О» (У«О»). Временная диаграмма работы регистра па­ раллельного действия приведена на рис. 3—14.

127

Для организации сдвига кода на регистре вправо йлй влево триггеры регистра связываются в определенные, схемы.

Рис. 3— 14. Временная диаграмма работы 3-разрядного регистра параллельного действия

На рис. 3—15 приведена схема регистра параллельного действия, сдвигающего код на один разряд вправо при пода-

Рис. 3—15. Схема сдвигающего регистра параллельного действия для сдвига кода вправо

че импульса разрешения ИР. Действительно, предположим, что в регистре расположен код 101. При подаче одного

128