10.Макрокоманды

11. Машинные циклы

работа вычислителя заключается в последовательном выполнении команд. Одна команда выполняется за один командный цикл, который состоит из машинных циклов:

• ЦВК - цикл выборки команды,

• ЦВО – цикл выборки операнда,

• ЦИК – цикл исполнения команды.

Цикл выборки команды одинаков для любой команды и состоит в том, что адрес команды из СЧК передается в ОЗУ. Из ОЗУ извлекается команда и передается в регистр команд (рис.11).

В цикле выборки операнда адрес операнда (А) из регистра команд (РК) передается в ОЗУ для извлечения данного (data). Извлеченное данное поступает в один из регистров АУ. Если происходит запись (команда WR), то данное из АУ поступает в ОЗУ для записи

Цикл исполнения команды для каждой команды свой, т.к. команды реализуют различные операции.

Обобщенный граф работы вычислителя представлен на рис.12 и начинается с вершины «begin» и ждущей вершины «пуск».

Если «пуск» = 1, то управляющий автомат приступает к выполнению первого машинного цикла – цикла выборки команд (ЦВК). Извлеченная команда записывается в регистр команд, где она разделяется на две части : КОП и Adr(A).

Код операции (КОП) поступает в управляющий автомат на анализ. Если это команды арифметических операций над двумя операциями, то вычислитель переходит к циклу выборки операнды (ЦВО) из ОЗУ. Затем вновь анализирует КОП и в зависимости от типа операции реализуется свой цикл использования(+,-,*,…).

Команда RD(чтение) и WR (записи) не имеет цикла исполнения, т.к. исполнение команды реализуется в ЦВО.

Команды безусловных и условных переходов не имеют цикла выборки операнда и реализуются по своим микропрограммам.

После выполнения каждой команды управляющий автомат переходит к выборки следующей команды. Конец выполнения каждой команды замкнут на вход ЦВК. Процесс вычисления заканчивается командой остановки (HLT) на вершину «end».

Каждый операторный блок, представленный на рис.12 (ЦВК, ЦВО, +,-,*,…) – есть отдельная микропрограмма, записанная в управляющем автомате

12.Операционное устройство.Блок,э лемент.

Операционное устройство – это устройство, которое выполняет определённые операции

Операционный блок. Любое операционное устройство состоит из отдельных блоков, которые называются операционными. К ним относятся: следующие операционные блоки: управляемые шины, регистры, сдвигающие регистры, счетчики, сумматоры, схемы сравнения, дешифраторы, шифраторы, различные комбинационные схемы, комбинированные операционные блоки и отдельные триггерные ячейки, если их в функциональном отношении можно рассматривать как ОБ. Регистры служат для хранения слов информации. Регистры сдвига, счётчики, сумматоры, схемы сравнения, дешифраторы и шифраторы являются специализированными ОБ и ориентированны на выполнение микроопераций сдвига, счёта, сложения, сравнения, дешифрации, и шифрации соответственно. Для выполнения набора разнотипных микроопераций (например, счёта и сдвига) используют комбинированные ОБ.

Каждый операционный блок выполняет конкретную арифметическую или логическую операцию.

Операционный блок (ОБ) – это автомат (последовательностная или комбинационная схема), реализующий следующие функции:

1. хранение слова информации,

2. выполнение микроопераций, вычисляющих информационное слово,

3. вычисление логического условия, зависящее от полученного информационного слова.

Таким образом, функция операционного блока определена, если заданы:

1. описание хранимого или вычисляемого информационного слова;

2. множество реализуемых блоком микроопераций;

3. множество вычисляемых блоком логических условий.

Среди перечисленных выше операционных блоков можно выделить следующие их типы:

1) Комбинационные операционные блоки реализуют различные логические функции и построены на логических элементах. В свою очередь такие блоки подразделяются на стандартные и нестандартные. К числу стандартных можно отнести блоки, реализующие стандартные функции сравнения, дешифрирования,

шифрования, суммирования, специальные переключательные схемы. Нестандартные блоки выполняют нестандартные логические функции. Например, функцию y = (x_{1 2} + x₃) ₄x₅ можно отнести к нестандартной.

2) Запоминающие операционные блоки предназначены для хранения информации, выполнения заданных микроопераций и выработки осведомительных сигналов. Основным элементом запоминающего операционного блока является триггер, который предназначен для хранения одного бита информации.

К числу запоминающих операционных блоков можно отнести регистры, счётчики, сумматоры накапливающего типа и другие.

Операционный элемент. Из операционных элементов строятся операционные блоки. К операционным элементам относятся элементы “И”, “ИЛИ”, “НЕ”, “И-НЕ”, “ИЛИ-НЕ”, различные триггеры. В некоторых случаях операционный блок может состоять из одного операционного элемента, функции которого в операционном устройстве можно интерпретировать как операционный блок.

Каждый операционный блок может выполнить одно элементарное машинное действие или более. Например, запись в регистр кода числа, увеличение показания счётчика на единицу, сложение кодов чисел в сумматоре, реализация логической функции в комбинационной схеме. Такие элементарные машинные действия называются микрооперациями.