Файл: Журавлев, Ю. П. Системное проектирование управляющих ЦВМ.pdf

одно гиперболическое и три параболических квазилиней­ ных уравнений в частных производных, а также система

производных (задача о критических параметрах атомно­ го реактора); число точек по пространству — 900 —

— были получены частотные спектры (в процентах, [15]), приведенные в табл. 2.1.

Если проанализировать эти задачи по использованию конкретных операций каждой группы, то неравномер­ ность частотного спектра операций основного списка проявляется еще более наглядно. Так, в задаче А ча­ стотный спектр операций распределяется следующим образом:

т. е. на эти восемь операций приходится почти 90% ча­ стотного спектра, в то время как на остальные 56 опе­ раций— немногим более 10%.

Неравномерность спектра операций основного списка усиливает неравномерность спектра различных цепочек разной длины.

Для выбора и определения основных:

а) типов цепочек, включаемых в первый дополнитель­ ный список операций,

б) группы операций, которым целесообразно при­ своить усеченные коды,

в) разрядностей относительных адресов в различных форматах команд,

г) разрядностей относительных кодов операций, необходимо иметь следующие статистические харак­

теристики анализируемых алгоритмов управления. 1) Частотный спектр

Р * ~ { р а з } , / = 1, 2, . . . , s

элементарных монадных и диадных арифметических и логических операций, а также операций передачи управ­ ления, входящих в основной список операций.

8 0

в работе [16], будем считать, что класс задач управле­ ния определен алгоритмически на реализующем наборе операций основного списка, если известна матрица зна­ чений частот повторений попарно различимых цепочек операций основного списка длиной 1=1, 2, ..., /тах, для которой обеспечивается выполнение условия р ^ е , где

е— заданное число.

§2.5. КРИТЕРИИ ВЫБОРА ОПЕРАЦИЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СПИСКОВ

Пусть статистические характеристики алгоритмов управления известны. Тогда возникает ряд вопросов: ка­ кие цепочки операций включить в первый дополнитель­ ный список операций, каким операциям основного спис­ ка целесообразно присвоить усеченные коды, сколько различных одно-, двух-, трех- и т. д. адресных фрагмен­ тов можно расположить в формате команд основного списка, как распределить разрядности кодов операций и адресов (относительных адресов) внутри фрагмента определенной разрядности и т. д. Очевидно, что для от­ вета на все эти вопросы необходимо пользоваться опре­ деленными критериями, связанными со статистическими характеристиками анализируемых алгоритмов управле­ ния. Эти критерии должны учитывать и ограничения, налагаемые на форматы команд. В качестве ограниче­ ний могут выступать, например, такие требования к фор­ матам команд:

— разрядности команд всех форматов должны быть одинаковыми;

*— разрядности кодов операций основного списка Й обобщенных кодов операций должны быть одинако­ выми;

— разрядности относительных адресов внутри одного фиксированного формата команд должны быть одина­ ковыми;

—разрядности фрагментов в каждом формате команд должны быть одинаковыми;

—разрядности усеченных кодов во всех фрагментах должны быть одинаковыми и др.

Пусть при таких ограничениях задано:

А — адресность команд основного формата, Ra— разрядность исполнительных адресов,

/?коп — разрядность кодов операций в командах основного формата.

Причем известно, что

г*"0" —М = Ми

где М — количество операций основного списка. Рассмотрим возможные варианты критериев выбора

основных элементов внутреннего языка проектируемой управляющей ЦВМ.

а) Критерий выбора цепочек операций. Минимальная разрядность Rbmin относительных адресов равна двум

(с учетов знака). Следовательно, максимальное количе­ ство относительных адресов и максимальная длина /max цепочки последовательных элементарных операций в первом дополнительном списке обобщенных команд не превышает величины

/тах~ Е (Л ■Rа/2) ,

где Е(х)~~ целая часть от х, округленного в меньшую сторону до единицы младшего разряда.

Минимальная длина /min цепочки элементарных опе­ раций в командах первого дополнительного списка рав­

Если потребовать равенства разрядностей относитель­ ных адресов внутри конкретного формата команд пер-

82

вого дополнительного списка и, кроме того, наложить дополнительные условия на разрядность относитель­ ных адресов:

то можно выявить допустимые длины цепочек и соответ­ ствующие им разрядности относительных адресов.

Например, при А = 2 и Ra = 12 таблица допустимых длин цепочек и относительных адресов имеет вид:

Цепочки различной длины отличаются друг от друга как частотами появления, так и эффективностью в смыс­ ле компактной записи программы. Поскольку цепочка длиной в Ц операций позволяет экономить в программах (U—1) команд, то t-му частотному спектру присваивает­ ся вес ай, равный значению U—1. Это позволяет вклю­ чить в состав первого дополнительного списка М4 цепо­ чек последовательных элементарных операций различ­ ной длины с наибольшими значениями произведений

(i>i ’ p i j — ( h 1)

т. е. цепочки, наиболее эффективные как по частотам появления, так и по экономии памяти для программ.

сматриваться форматы команд с одноадресными фраг­ ментами.

Количество различных форматов команд второго до­ полнительного списка соответствует допустимому коли­ честву различных по разрядности одноадресных фраг­ ментов в коде команды при условии, что в каждом формате разрядности одноадресных фрагментов одина­ ковы.

Максимальная разрядность Яфтах одноадресного фрагмента определяется выражением

ного кода операции.

Очевидно, что количество Li одноадресных фрагмен­ тов, размещенных в одном формате, определяет длину цепочки последовательных элементарных операций дан­

то таблица допустимых разрядностей одноадресных

84