Файл: Смирнов, К. А. Сбор, передача и обработка данных АСУ.pdf

ячейки ЗУ № 1 (0001) с содержимым ячейки № й (0010) и результат записать в ячейку № 3 (ООП).

Вданном примере код операции записан в виде трех-

ризрядного двоичного числа, 'поэтому ‘Общее число раз­ личных команд не может превышать восьми'('23= 8 ). В су­ ществующих в настоящее время ЭВМ код команды за­

писывается 6—8-разрядиымн числами, что дает возмож­ ность закодировать до 256 различных команд. Команды могут быть также одноадресными и двухадресными. При

;числе операций больше двух команда называется мно­ гоадресной. В одноадресной команде указывается код операции и адрес только одной ячейки ЗУ. Поскольку для выполнения одной арифметической или логической операции требуется произвести как минимум три дей­ ствия, такая операция выполняется с помощью трех команд. Первая команда выбирает из ЗУ первое число; участвующее в операции; вторая — второе число и про­ изводит исполнение операции и третья команда по ад­

ресу, указанному в ней, засылает результат в ячейку памяти ЗУ. Каждая одноадресная команда выполняется в три этапа: первый — вызов команды из ЗУ; второй— ! вызов числа из ЗУ (его часто называют операндом); I третий — исполнение заданной в команде операций в арифметическом устройстве. В двухадресной команде; кроме кода операции, указываются адреса двух ячеек ЗУ, нз которых необходимо взять числа.

Следует отметить, что в последнее время наибольшее распространение получили ЭВМ с одноадресной систе­ мой команд. Объясняется это уменьшением количества оборудования в одноадресных ЭВМ по сравнению с трехадресными. Действительно, число электронных эле­ ментов, участвующих в пересылке, хранении, обработ­ ке, контроле и т. д., при операциях тем меньше, чем меньше разрядов в машинном слове. Правда, для вы­ полнения равного объема операций в одноадресной ЭВМ необходимо совершить большее число команд, чем. например, в трехадресной. Однако стремление к увели­ чению быстродействия элементов ЭВМ отвечает совре­ менным тенденциям развития вычислительных машин, так как при равном объеме оборудования большую про­ изводительность будет иметь ЭВМ с большим быстро­ действием.

Совокупность команд, представляющих полный и по­ следовательный перечень операций по решению опре­ деленной задачи, называется программой. Программа

39

решения каждой задачи составляется заранее и вводил­ ся в ЗУ машины. Порядок выполнения команд програм­ мы может быть либо естественным, либо принудитель­

гут располагаться в произвольно выбранных ячейках. Одноадресные и двухадресные команды обычно вы­

полняются в естественном порядке, многоадресные — в принудительном. Порядок выполнения команд в од­ ноадресной ЭВМ обычно осуществляется следующим образом (рис. 2.3).

Устройство управления считывает на регистр команд из ЗУ очередную команду. Обработка кода производит­ ся в дешифраторе кода 'Операции. Последний связан оо схемой выработки управляющих сигналов. Определен­ ная последовательность управляющих сигналов с ча­ стотой, определяемой синхронизирующими сигналами, передается в АУ. Сюда же заносится в соответствии с адресом команды считываемый из ЗУ операнд, где над ним выполняется какое-либо арифметическое или логи­ ческое действие. На этом выполнение команды закан­ чивается, после чего УУ приступает к считыванию сле­ дующей команды.

В результате обработки кода операции в устройстве управления вырабатывается строго определенная пос­ ледовательность управляющих сигналов (тактов), каж­ дый из которых управляет выполнением одной или не-

40

скольких элементарных «омаад—'мик|роко1ма1ни. К ии-м относятся такие микрокоманды, как, •Bainip.miep, оброс ре­ гистра в нуль, сдвиг кода в регистре на один разряд к т. д. Последовательность управляющих сигналов по­ ступает в АУ для выполнения арифметических или ло­ гических действий над операндом, считанным из ЗУ по адресу, указанному в адресной части команды. На этом выполнение команды заканчивается, после чего УУ пе­ реходит к считыванию следующей команды.

Таким образом, выполнение команды производится путем последовательного выполнения микрокоманд. Следовательно, код операции может быть представлен набором микрокоманд, который можно назвать микро­ программой.

Существуют ЭВМ, где весь необходимый набор мик­ рокоманд хранится в ЗУ. Схема управления операция­ ми с помощью микрокоманд представлена на рис. 2.4.

Управляю щ ие сигналы ,

подаваем ы е в АН

Рис. 2.4. Схема управления операциями с помощью микрокоманд

Из рисунка видно, что код операции расшифровывается дешифратором адреса микрокоманд, сигналы на выхо­ де которого представляют собой адрес соответствующей микрокоманды. Считанная по адресу, указанному деши­ фратором адреса, из специального ЗУ микрокоманда ’ поступает в регистр микрокоманд, откуда управляющие сигналы, выработанные в соответствии с кодом микро­ команды, передаются в арифметическое устройство.

В простейшем случае код команды может указывать адрес первой по счету микрокоманды, в состав которой

41

входит адрес второй микрокоманды и т. д. В последней по счету микрокоманде содержится указание, на выпол­ нение следующей команды. Сама же микрокоманда представляет собой набор тактовых импульсов, кото­ рые управляют работой АУ.

Достоинствами микропрограммного способа управ­ ления являются уменьшение объема УУ и простота вве­ дения новых операций. Последнее выполняется записью

выполнения операций АУ может быть параллельного или последовательного действия. В АУ параллельного действия все разряды операнда обрабатываются одно­ временно. Это ускоряет процесс обработки, но требует увеличения объема оборудования АУ. При последова­ тельной обработке разрядов числа выполнение задан­ ной операции протекает медленнее, чем в первом слу­ чае, но такие АУ имеют меньший объем оборудования. Благодаря высокому быстродействию наибольшее рас­ пространение получили АУ параллельного действия.

Структурная схема АУ и его связь с остальными уст­ ройствами ЭВМ показана на рис. 2.5.

Обычно АУ имеет три регистра, необходимых для хранения ограниченного количества чисел в период вы­ полнения над ними тех или иных операций. Регистры 1 и 2, служат для хранения исходных чисел (например, множителей), в регистре 3 формируется результат опе­ рации (например, произведение). Связь АУ с запоми-

42