Файл: Корнейчук В.И. Арифметические устройства ЭЦВМ учеб. пособие.pdf

Пусть /Ѵ= m e tx /\maK, l/'Lm;n / . Тогда

/V «

ИЛИ

S(K)& Соу*{Соул /Ѵ+У)~ Со2* Co£K M

Таким образом,

s ( * ) = [ & ? * •

6 .3 . JiJICP ПАРАДЯТРОВ API!.’.ГЕТИЧЬСКІІХ УСТРО/.СТІ; /1 .2 .9 -1 1 ,1 5 . 24.32-34.ЗС/

При проектированьи АУ кроме выбора структуры АУ и длины машинного слова приходится решать еще целый ряд вопросов,а именно: формирование списка операций,реализуемых в АУ; выбор алгоритмов выполнения операции; ьыоср ;ормы представления чисел; выбор способа задания отрицательных чисел; выбор сис­ темы счисления; в-_.бор пологения запятой.

Рассмотрим Факторы,влияющие на принятие решения по пере­ численным вопросам. Обычно при проектировании АУ задана сис­ тема команд разраоатыиаелои ЦВМ. Однако не все команды целе­ сообразно реализовать схемнс ь п:де операции ЛУ.

Ряд команд может быть реализован программно, например, по стандартно;' подпрограмме,записанной в ПЗУ. Решение данного вопроса так же как и любого другого вопроса проектирования должно оиссновыьаться технпко-зкономическш/, анализом. Наибо­ лее общая идея технико-экономического анализа,справедливая при проектировании лшоого технического объекта,состоит в достижении заданной цели при наименьших затратах. Конкретные интерпретации стой идеи во многом зависят от поставленной при проектировании цели и нашли Сгое отражение в большом числе различных критериев Езч.ектпигостя. Наиболее известным таким критерием является введении., ранее коэффициент эффективности. Известны п другие критерии эффективности. Например,эффектив­ ное быстродействие V цВьі п его цена О соответственно равны

- 107 -

ла эксплуатации до разрушения или другого предельного состо­ яния , например , до списания/, п /Т / - количество операции,вы­ полненное за время Т, С/Т/ - суммарные затраты на изготов­ ление и-эксплуатацию ЦВМ.

Обычно технический ресурс для- ЭЬД-. равен 10 годам. ;ля ЭЦВМ "Киев" С/Т/=І,2 млн.руб. /0 ,4 или.рублей - первона­ чальная стоимость,0,5 млн.руб. амортизация, ОД млн.руб. - электроэнергия, 0,2 млн.руб. зарплата эксплуатационного пер­ сонала/ при Т=І0 лет, а £ - С,00С4 кон./огкр., или 4 руб-, за миллион операций.

Цена эффективного быстродействия является .несомненно, более полным технико-экономическим показателем качества Оці*,, однако трудности,связанные с получением матекатических выра­

торого дополнительного оборудования,стоимость которого Л Су . Например,схемная реализация операции умножения но четверто­

При этом емкость ПЗУ или ОЗУ может быть несколько уменьшена, так как отпадает необходимость в хранении подпрограммы выпол­

- 108 -

Схемная реализации i -oii команды приводит к уменьшению среднего времени выполнения операции на величину

затрат меньше относительного уменьшения среднего времени вы­

■алгоритмов должен производиться таким образом,чтобы для схемной реализации операций максимально использовать общее оборудование ЛУ. В конечном счете этот выбор сводится к пе­

- 109 -

•k*=(co + c)(<xto + t) 9

мо*но уменьшить за счет исключения явно нецелесообразных

следующих предположений. _ДѴ с фиксироионно.: запятой проще по структуре,требует меньше аппаратурных затрат и является более быстродействующее. Сдкако при использованьи Фиксирован­ ной запятой усложняется прогр-аммировтки.е.так как необходимо анализировать диапазоны изменения чисел, с целью п Сора масштабных коэффициентов, "сходя кз этих соображений фиксиро­ ванная запятая используется в ЦП;/, ориентированных для реше­ ния узкого класса задач с использованием одних к тех же программ и задач с м лк»/ диапазоном изменения чисел /напри­ мер, предназначенных для обработки экономической информации/. Плавающая запятая используется н универсальных .і?Ѵ,предназ­ наченных для инженерных и научных расчетов,а также в ЦБУ, ориентирювакных на широкий класс задач с большим диапазоном изменения чисел. В последнее время,однако,наметилась тенден­ ция создавать ЦВМ,работающие как с .плавающей,так и с •фиксиро­

ванной запятой,иейбльзуя тем самым преимущества как плавающей,

- 110 -

i . j v »1 i i i C L i t j O b Ж і і Ы Т О і і .

ладным вопросом ньлж-тся 'іякѵе ьниор кеда ^ля иредстаплнtHUi от, ицателыіых чисел. Преимуществи .дополнительного кода, прежде ticero, ирояішіьтсп при реализации операции сложеиияьичитааия, а именно: иесколі ко повышается быстродействие изза отсутствия схем анализа знаков и уменьшаю-. ся аппаратурные затрать из-за отсутствия цепей выдачи сораіі.ого кода с двух регистров АУ. Г’ыстроді йствие поя..шлется также из-за того,что результат операции всегда Судет н дополнительном

коде и,следоі.атсдьно,отпадает необходимость в его преобразо­ вании к стандартной, -ормг. Ьсли ЦІС имеет АУ маьорогистрового т«па и результат сія рации всегд і ня.рапллеген в ЗУ,то ука­ занное преобразованіе не .тш’н.аит времени и при использова­ нии прямых кодов. Сднако в многорегистровом АУ результат,как правило,не заносится в память,а остается в одном из регист­ ров АУ. Поэтому в этом случае преобразование к стандартной ijopwe требует лиОи дополнительного времени,лаоо дополнитель­ ного оборудования ,;/ш приема обратного кода. Часто даже в малорегистровом АУ результат помимо записи и память остается в регистре результата с целые его использования в качестве операнда в следующей команде. Поэтому и в этом, случае тре­ буется либо дополнительное ооорудоьчние.либо дополнительное время для Приведения' числа к стандартной форме. Все это го­ ворит за применение дополнительного кода,однако имеются и отрицательные последствия использования этих кодов,а именно: несколько усложняются алгоритмы выполнения мпоготактных опе­ раций и несколько увеличивается время их выполнения; появ­ ляется необходимость в преобразовании чисел из прямого кода в дополнительный и обратно при вводе-ьыподе. Количественный анализ указанных особенностей на базе статистики класса, под­ лежащих решению на ЦГФІ задач, позволяет в каждом конкретном случае принять правильное решение относительно наилучшего способа представлении от,.ппд’,ельных чисел. Следует отметить, что в последнее время наблюдается тенденция использовать до­ полнительные коды д/л представления отрицательных чисел.

При выборе основ ,ния К системы счисления для ЦВМ с фиксиро­ ванной запятой рассматривают обычно два случая: К=І0 и К-2.

- 111 -