4. Техническое и программное обеспечение

Для выполнения лабораторной работы необходимо:

- IBM–PCсовместимый компьютер;

- операционная система GNU/Linux,cygwin

- компилятор GCCдляC/C++;

Отчет по лабораторной работе оформляется в OpenOffice.

5. Требования безопасности труда

Питание IBM-PCсовместимого компьютера осуществляется от сети 220 В, 50 Гц. При работе с ним должны выполняться общие правила работы с электрическими установками.

6. Методика эксперимента Постановка задачи и исходные данные

В качестве имитатора ОПУ используется IBM–PCсовместимый компьютер.

Имитируется параллельное сложение 3-х 8 битных чисел.

Количество единиц в складываемых числах меняется случайным образом.

Требуется оценить быстродействие и размер сумматора для сложения трех 8 – битных чисел с использованием программного монитора.

Общее количество экспериментов не менее 100.

Программа суммирования разрабатывается на языке С/С++.

При реализации задания лабораторной работы следует руководствоваться методическими указаниями приведенными в лабораторной работе «Анализ производительности вычислительных систем».

Методика эксперимента включает в себя следующие этапы:

0. Изучение материала методических указаний

1. Разработка структурной схемы программного комплекса для выполнения лабораторной работы

2. Разработка структурной схемы алгоритма суммирования 3-х 8-ми разрядных чисел

3. Анализ структурной схемы алгоритма суммирования и составление диаграммы Ганта

4. Разработка алгоритма и функциональной схемы программного монитора (ПМ)

5. Разработка функциональной схемы сумматора с учетом функций ПМ

6. Разработка программного обеспечения комплекса на языке С/С++

7. Имитация работы ОПУ для сложения 3—8-ми разрядных чисел при заданном количестве повторов. Формирование архивов экспериментальных данных, необходимых для оценки быстродействия и размера имитатора сумматора.

8. Обработка результатов экспериментов

7. Вопросы для самопроверки

1. Приведите определение логического вентиля

2. Передаточная характеристика вентиля

3. Пороговые напряжения вентиля

4. Сформулируйте понятие быстродействия вентиля

5. Приведите определение задержки распространения вентиля

6. Приведите определение задержки переднего фронта

7. Приведите определение задержки заднего фронта

8. Приведите определение времени фронта нарастания

9. Приведите определение времени фронта спада

10. Типовые логические вентили. Условное графическое обозначение. Описание.

11. Приведите структуру ОПУ сумматора

12. Приведите правило для формирования сигнала переполнения

13. Приведите выражение для функции четности, большинства.

14. Приведите функциональную схему полного сумматора

15. Поясните назначение параметра – глубина схемы.

16. Поясните назначение параметра – размер схемы.

17. Опишите алгоритм каскадного суммирования

18. Опишите алгоритм суммирования с предвычислением переносов

19. Поясните функции блока вычисления типов переносов

20. Поясните функции блока вычисления префиксов

21. Приведите функциональную схему сумматора 3-х n-битовых чисел

8. Содержание отчета

1. Титульный лист

2. Цель работы

3. Структурная схема программного комплекса

4. Описание алгоритма суммирования. Структурная схема алгоритма суммирования.

5. Функциональная схема сумматора

6. Программа суммирования

7. Описание алгоритма программного монитора сумматора

8. Программа ПМ сумматора

9. Результаты экспериментов

10. Программа обработки результатов экспериментов

11. Результаты экспериментов (гистограммы и др.)

12. Выводы

8. Литература

1. Т.Кормен, Ч. Лейзерсон, Р.Ривест Алгоритмы: построение и анализ: Пер. с англ.- М.: МЦНМО, 2002 .- 960 с.

2. Рабаи, Жан М., Чандракасан, Аната, Николич, Боривож Цифровые интегральные схемы.: Пер. с англ.-М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2007 .- 912 с.

3. Пухальский Г.И., Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник.- М.: Радио и связь, 1990.- 304 с.

4. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник.-М.: Издательство стандартов, 1989.- 325 с.

5. Уоррен, Генри, С Алгоритмические трюки для программистов : Пер. с англ.- М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2003.-288 с.