Файл: Семененко В.А. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах учеб. пособие для студентов всех специальностей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.06.2024
Просмотров: 121
Скачиваний: 0
держи'іиым РМ2, что, в свою очередь, вызывает возбуждение шины п управляющей матрицы УМ и матрицы 'последова тельности МП. С управляющей матрицы считывается серия управляющих импульсов микро-инструкций адреса п. Матри ца последовательности порождает адрес п' последующих микроинструкций. Таким образом, к моменту появления на входе дешифратора очередного четного импульса ГИ на ре гистре РМ2 уже будет установлено новое значение кода, что приводит к возбуждению иной, чем в предыдущем такте горизонтальной шины матриц. На выходе матрицы. УМ по является новая серия микроинструкций, а на выходе матри цы М П—^очередной адрес, посылаемый в регистр РМі. -
В таблице 18 приведен пример выработки микроинструк ций для выполнения машинных операций сложения, вычита ния и деления в мини-ЭВМ.
Коді машин Микро
ной опе адрес рации
«0
с1
в2
Д3
У4
5
6
Импульсы управления
(СА) - РА
Шп) -+■Рау Тро (МЯ) -V Рау 1pj ,
( Р А ) - С Ц
Т а б л и ц а 18
Следующий адрес
Условие
перехода
0' 1
-
7
13
12
9
|
7 |
|
8 |
Д |
9 |
|
10 |
' В |
11 |
12 ■ |
|
с ѵв |
13 |
(МК)-> РК(СА) +'1 |
8 |
|
|
Код маш. опер. ->- РМі |
— |
|
|
адрес |
-»■ РА. |
|
|
СІД |
' |
10 |
|
СДпр |
|
||
СЦі |
11 |
0 |
|
|
СЦ0 |
10 . |
|
Вобр |
|
13 |
|
|
|
0 |
|
-
П р и и е ч а и и е: здесь С — сложение, В — вычитание, Д — деление,
■У — умножение и т. д. |
|
|
Когда регистры |
микроинструкций устанавливаются |
в |
ноль, нолевая строка |
(строка с микроадресом 0 ) 'передает |
|
содержимое счетчика |
адреса (CÂ) в регистр адреса (РА) |
и |
170
заносит следующий |
адрес 7 в |
регистр РМЬ Микроадрес 7 |
||
управляет передачей |
текущей |
инструкции |
(М„) в |
регистр |
команд (РК) и 'приращением |
содержимого |
счетчика |
адреса |
на «1», В РМі заносится следующий адрес 8, который управ
ляет |
передачей |
кода машинной операции в регистр |
РМі и |
адреса текущей |
инструкции в регистр адреса. Таким |
обра |
|
зом, |
устройство |
готово и обработке машинной операции. |
Пусть, например, выполняется операция вычитания с ко дом машинной операции В. Она осуществляет передачу в регистр арифметического устройства (Рау) , содержимого текущей инструкции, устанавливая триггер Тр (рис. 3—29) в состояние «1». Она же вызывает следующий*адрес 12, по ко торому происходит образование обратного кода числа Во6р и переход к микроадресу 13. Последний вырабатывает сиг нал сложения тс и переход на начало микропрограммы.
При создании последней серии микроинструкций, необхо димых для выполнения данной команды, код на выходах МП не возникает, и в РМі вводится код операции следующей команды.
При выполнении инструкций типа деления, умножения и др., где необходимо изменять порядок выработки управляю щих импульсов в ходе выполнения одной и той же команды, используется триггер условий Ту, переключающий входные цепи матрицы. При выполнении деления микроадрес 3 осу ществляет пересылку адреса в счетчик циклов СЦ и вызов следующего микроадреса 9, который создает первый отсчет ОД; следующая строка 10 управляет сдвигом на 1 двоичный разряд вправо СдпР, производит отсчет счетчика циклов и вызывает строку 11, которая переводит к выполнению мик роадреса 10, если содержимое, счетчика циклов положительно ( С Ц о = 0) и-к микроадресу 0, если содержимое счетчика циклов отрицательно (СЦо='1). СЦо играет в этом случае роль условного перехода, поэтому микроинструкция 11 назы вается условной микроинструкцией.
ГЛАВА V
У С ТРО Й С ТВ А В В О Д А — В Ы В О Д А
Прежде чем ввести информацию в ЦВМ, ее необходимо представить в виде, понятном машине. Для этого информация ванооится с помощью специальных устройств на носители — перфокарты, перфоленты и др. Эти устройства называются устройствами подготовки информации. Сюда относятся устройства набивки, контрольники (для контроля правильно сти набивки), дубляторы (для получения нескольких экзем пляров копий носителей) и др.
171
§5—1. Типы вводных — выводных устройств
Кустройствам ввода'относятся:
а) устройства ввода с перфокарт и перфолент; скорость ввода— >1000 карт в минуту при вводе с перфо
карт и 1000 строк в секунду при вводе перфоленты; ■б) устройства ввода с печатающих машинок и телетай
пов; скорость ввода — 10 знаков в секунду;
в) устройства ввода с мест предварительного накопления информации. Устройствами предварительного накопления мо гут быть магнитные барабаны, диски и ленты, а также малые ЭВМ с их внешней памятью. Скорость ввода — десятки и сотни тысяч бит в секунду;
іг) специальные устройства ввода. Сюда относятся устрой ства ввода данных с датчиков, считывающие устройства с голоса, текста, с экрана электронно-лучевой трубки и т. п.
К устройствам вывода относятся:
а) устройства вывода на широкую печать. Скорость вы
вода—>несколько сот знаков в секунду; |
|
|
|
|
||
б) |
устройства вывода на перфокарты и перфоленты. Ско |
|||||
рость вывода —несколько десятков строк |
в |
секунду; |
|
|||
в) |
устройства вывода на печатающие машинки и телетай |
|||||
пы, экранные и графические устройства; |
в |
другие |
или на |
|||
г) |
устройства вывода из |
одной ЭВМ |
||||
устройства предварительного |
накопления |
данных; |
|
|
||
д) |
>устройства вывода на специальные блоки, цифроанал |
|||||
говые |
преобразователи, управляющие устройства |
и |
др. |
|||
§ 5—2. Структура системы ввода — вывода |
ЦВМ |
Ввод—'вывод информаций в ЦВМ организуется через каналы (рис. 3—1,6). Имеется 2 типа каналов: селекторный и мультиплексный.
Селекторный канал позволяет передавать и принимать
информацию только с одного |
из устройства |
ввода — вывода |
|
в момент времени |
t-v |
подсоединенных |
к ЭВМ через |
Общее число |
устройств, |
селекторный канал, определяется возможностями машины. Большая ЭВМ имеет, как правило, несколько селекторных каналов. Передача данных по селекторному каналу 'происхо дит с большой скоростью—до нескольких сот тысяч бит в секунду. К селекторному каналу подсоединяются магнитные ленты, барабаны, диски, другие ЭВМ, быстродействующие устройства ввода с перфокарт, перфолент и устройства вы вода на широкую печать.
172
Мультиплексный канал позволяет передавать и принимать ■информацию в момент времени t t одновременно с нескольких устройств ввода — вывода. К каналу подсоединяются сотни печатающих машинок, устройства вывода на перфокарты и перфоленты и др., т. е. устройства, работающие с небольшой скоростью.
§ 5—3. Организация работ при выводе
.В современных ЦВМ предусмотрено разделение работы программ ввода—'вывода и вычислительных программ, т. е.
эти процессы могут выполняться одновременно. |
Последова |
тельность работ ввода — вывода организуется |
с помощью |
специальной управляющей программы супервизора. Основой
эффективного |
использование оборудования ввода — вывода |
является так |
называемая система прерывания программ, |
Когда устройство ввода—-вывода готово к передаче данных, оно посылает в систему прерывания'сигнал, по которому ма шина приостанавливает работу над текущей программой и вместо этоГ)0 выполняет программу ввода—вывода. Програм ма ввода—-вывода действует в дальнейшем независимо от центрального процессора в определенном буферном участке памяти. Принятой задаче присваивается определенный при оритет и задача ставится в очередь. Задачи располагаются .в очереди в соответствии с их приоритетами и обычно запоми наются на дисках. После завершения работы с текущей зада чей -в центральную память вызывается следующая и т. д. Такой порядок работы называется групповой, или пакетной обработкой.
Режим работы, при котором в распоряжении пользовате ля имеется определенный набор устройств ввода— вывода и эти устройства работают «независимо» от аналогичных уст ройств другого пользователя, так что пользователь как бы имеет в своем распоряжении всю машину с ее памятью, на^' зывается режимом с разделением времени.
Р А З Д Е Л Ч Е Т В Е Р Т Ы Й
ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
ГЛАВА I
♦
КОМАНДЫ ЦИФРОВЫХ МАШИН
§ 1—1Г Основные понятия
\
■Программа 'представляет собой последовательность команд, каждая из которых обеспечивает выполнение опре деленной операции (арифметической, логической и т. д.) в машине. Набор всех команд конкретной цифровой вычисли тельной машины образует систему команд этой машины.
Решение задачи на ЦВМ сводится к выполнению различ ных элементарных операций в заданном порядке. Пусть, например, нужно разделить два числа А и В и сохранить частное С. Выполнение этой и всякой другой элементарной операции производится под воздействием команды, которая в данном случае может быть сформулирована следующим образоім: разделить число А, находящееся в некоторой ячей ке МОЗУ ссі, на число В из ячейки МОЗУ а2 и результат деления (частное) С поместить в ячейку МОЗУ р.
Эта команда записывается так:
а , |
а , |
р |
Машины, в которых команды выполняются последова тельно (т. е. после выполнения N-ой команды выполняется N + 1 команда и т. д.), называются машинами с последова тельным, или естественным порядком выполнения команд. Исключение здесь еоставлят так называемые команды пере дачи управления, которые могут передавать управление не следующей, а любой другой команде (в том числе и следую щей) .
В машинах с принудительным порядком выполнения ко манд указывается номер (адрес) ячейки, хранящей ту
J74
команду, которая будет выполняться вслед за данной. Уни версальные вычислительные машины имеют естественный ■порядок выполнения команд.
Номера ячеек памяти называют адресами. Содержанием команды является код операции ( + , — , • X и т. д.). и адреса ячеек памяти. В зависимости от адресности вычислительные машины делятся на:
1) одноадресные;
2 ) двухадресные;
3) трехадресные и т. д.
В одноадресных машинах в командах содержится информация об операции и адресе второго числа. Первое число к началу выполнения опе рации находится на сумматоре арифметического устройства.
Условно одноадресную команду записывают так:
|
КОП |
А |
|
|
КОП — означает код |
операции (сложение, |
деление и т. д.). |
||
А — адрес второго числа |
(номер ячейки, |
в которой хранится вто |
||
рое число). |
так и |
адрес числа |
А |
кодируются двоичными |
Как код операции, |
числами. Например:
Код операции
0001— сложение,
0010— вычитание,
ООП — вычитание модулей, 0100— деление,
0101— умножение и т. д.
Адрес числа А
0001 — первая ячейка МОЗУ,
0375 — 375 ячейка МОЗУ.
|
В двухадресных командах |
ЦВМ, например, типа |
регистр — регистр |
||||
|
|
КОП |
т |
R2 |
|
|
|
код |
операции определяет тип |
операции между содержимыми регистров |
|||||
R1 |
и R2. |
Результат операции |
остается на |
регистре |
R1. |
|
|
|
В командах типа регистр — память |
|
|
|
|||
|
КОП |
|
Х2 |
В2 |
|
Д2 |
|
операция |
выполняется |
между |
содержимым |
регистра |
RI |
и содержимым |
|
ячейки памяти, адрес |
которой |
образуется |
по адресу, |
полученному из |
содержимого индексного регистра Х2 плюс базового регистра В2 и при
ращения Д2. Результат |
выполнения операции остается на регистре 7?1. |
|
В командах типа |
память — память результат выполнения |
операции |
запоминается в одной из ячеек памяти. ' |
|
|
|
I |
175 |