книги из ГПНТБ / Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие

Для хранения базовых адресов в машине могут быть предусмотрены регистры или специально выделен­ ные для этой цели ячейки памяти. Посредством относи­ тельной адресации обеспечивается так называемая «пе­ ремещаемость» программ, т. е. возможность передвиже­ ния программ в памяти без проведения изменений внутри самой программы. При прямой адресации в случае перемещения в памяти программы и (или) обрабатыва­ емого программой массива данных требуется переписать адресные части всех команд (или почти всех команд).

Относительная адресация облегчает распределение памяти при составлении сложных программ. Если одно­ временно программируются части одной и той же зада­ чи, то не требуется предварительного разделения памяти между ними; каждый программист может распола­ гать свою часть программы в памяти, начиная с нулево­ го адреса. При компоновке частей программы достаточ­ но только задать соответствующие значения базовых адресов.

Относительная адресация используется при автома­ тическом распределении памяти в мультипрограммных режимах работы (см. гл. 11).

Возможности, предоставляемые относительной адре­ сацией могут быть расширены, если в системе команд машины предусмотрены определенные арифметические и логические операции над базовыми адресами. В этом случае принято использовать для наименования данного способа адресации термин «индексация»; более подроб­ но индексация рассматривается в гл. 5.

Косвенная адресация. Адресная часть команды ука­ зывает адрес ячейки памяти, в которой содержится ис­ полнительный адрес операнда; таким образом, косвенная адресация может быть иначе определена как «адресация адреса». По сравнению с прямой адресацией косвенная адресация требует при каждом обращении к памяти до­ полнительного цикла для чтения адреса операнда. Обычно для указания косвенной адресации в команде отводится специальный разряд, и цифра 0 или 1 в нем указывает, является ли адресная часть команды прямым или косвенным адресом.

В некоторых машинах используется так называемая многоступенчатая косвенная адресация. В этом случае ячейка, содержащая адрес операнда, содержит также и разряд-указатель косвенной адресации. Если этот раз-

ряд указывает на продолжение косвенной адресации, то машина последовательно выбирает из памяти адреса до тех пор, пока не будет найдена ячейка, в которой разрядуказатель определит прямую адресацию. Адрес из этой последней ячейки и является искомым исполнительным адресом операнда.

Косвенная адресация полезна особенно в больших и сложных программах. Например, несколько различных команд могут использовать один и тот же операнд, рас­ положение которого в памяти меняется в результате вычислений. Если адрес операнда помещается в ячейку А и все команды обращаются к данному операнду с по­ мощью косвенной адресации через ячейку А, то при из­ менениях расположения операнда достаточно поменять только содержимое ячейки А, не меняя коды команд. Косвенная адресация облегчает программирование воз­ врата от подпрограмм к основной программе. В малых машинах косвенная адресация часто используется вмес­ то индексации для организации циклов в программе.

Адресация слов переменной длины. Эффективность вычислительных систем, предназначенных для обработ­ ки данных (экономических, плановых и др.), повышает­ ся, если имеется возможность выполнять операции со словами переменной длины. В этом случае в машине должна быть предусмотрена адресация слов переменной длины. Адресация слов переменной длины требует ука­ зания местоположения в памяти начала слова и его дли­ ны. Применяют два способа указания длины слова:

1)слово включает специальный разряд или символ, указывающий конец слова;

2)длина слова указывается в команде.

Впервом методе в самом слове содержится раздели­ тель, определяющий границу между словами. В качестве такого разделителя может быть использован слог, со­ держащий специальную комбинацию разрядов, неис­ пользуемую для представления информации, или специ­ альный разряд в слоге, неиспользуемый для хранения полезной информации. Слово переменной длины при та­ ком способе адресации простирается от адресованного в команде крайнего слога вправо (или влево) до раздели­ тельного слога или слога, отмеченного единицей в раз­ делительном разряде. Недостатком первого способа ад­ ресации является плохое использование емкости памяти,

вкоторой значительное место занимают разделительные

100

слоги или разряды. Поэтому в современных вычисли­ тельных системах более распространен второй способ адресации, при котором длина слова указывается в самой команде. При адресации слова переменной длины в команде обычно указывается адрес крайнего левого бай­ та слова и число байтов в слове.

2-10. П Р Е Д С Т А В Л Е Н И Е Ч И С Л О В О Й И А Л Ф А В И Т Н О -Ц И Ф Р О В О Й И Н Ф О Р М А Ц И И

Н А П Е Р Ф О Л Е Н Т А Х И П Е Р Ф О К А Р Т А Х

Перфоленты и перфокарты используются в вычислительной тех­ нике в качестве носителя информации. Информация, представляе­ мая в двоичном алфавите, наносится на перфоленты и перфокарты путем пробивки отверстий. Наличие отверстия в определенной по­ зиции означает 1, отсутствие — 0.

Перфолента. В зависимости от ширины ленты на ней имеются от пяти до восьми кодовых дорожек (позиций) для записи инфор­ мации. Информация записывается строками, расположенными по­ перек ленты. В строке записывается один «слог», соответствующий

Рис. 2-9. Размеры перфолент и расположение на них отверстий в со­ ответствии с ГОСТ 10860-68.

а _ пятидорожечная перфолента; б — семидорожечная перфолента; в — восьми­ дорожечная перфолента.

Современная система телеграфии, использующая пятипозици­ онную бумажную ленту, применяет пятизначный код. В вычисли­ тельной технике используют обычно пяти-, семиили восьмипозици-

101

Рис. 2-10. Второй международный телеграфный код.

1 — отверстие; 0 — отсутствие отверстия.

онную перфоленту. Ранее была широко распространена пятипози­ ционная перфолента, так как она могла применяться для передачи данных по линиям связи со стандартным телеграфным оборудова­ нием. В последнее время в связи с необходимостью представлять в машине большее число различных символов семи- и восьмипозици­ онная перфолента стала использоваться значительно чаще.

102

Для перфоленты обычно применяется высококачественная бу­ мага толщиной 0,1—0,15 мм, изготовленная из сульфитной целлю­ лозы и пропитанная раствором минерального масла. Применяется

еще и перфолента повышенной прочности, приготовленная из стекловолокпа или из пластмасс.

же круглое отверстие меньшего диаметра, используемое для созда­ ния синхроимпульсов и иногда для перемещения перфоленты. Это отверстие называется «ведущим» или «синхронизирующим».

103

и

Рис. 2-13. Таблица кодов по Г О С Т 13052-67.

В СССР для кодирования информации на перфоленте принято два вида кодов: второй международный телеграфный код и коды по ГОСТ 10859-64. Второй международный телеграфный код слу­ жит для кодирования информации на пятипозиционной перфолен­ те. Этот код предназначается в основном для передачи информа­ ции по линиям связи. Однако в некоторых вычислительных маши­ нах этот код используется для ввода и вывода информации.

ко 32 различных знака. Однако за счет введения трех регистровых признаков для трех групп символов: цифры (код 11011), буквы ла­

«буквы латинские» — то букву W .

Из оставшихся свободными три комбинации используются для

служебных знаков: В озврат карет ки, П е р е в о д ст роки и П р о б е л ,

соответствующих определенным перемещениям печатающего ме­ ханизма.

На рис. 2-11 показана для примера набивка некоторых знаков. ГОСТ 10859-64 регламентирует кодирование информации на пяти-, шести-, семи- и восьмипозиционной перфоленте. Этот код предназначается в основном для ввода и вывода информации из вычислительных машин. Информацию, закодированную согласно ГОСТ 10859-64 на шести-, семи- и восьмипозиционной ленте, не­ возможно передать по линиям связи без предварительного преоб­

разования.

В настоящее время действует ГОСТ 13052-67, который устанав­ ливает единый код для ввода информации в вычислительные машины и для аппаратуры передачи данных по линиям связи. Это позволяет вводить в ЦВМ и выводить из них информацию без предварительного ее преобразования с пунктов, удаленных на боль­ шое расстояние, а также упрощает обмен информацией между вы­ числительными системами по линиям связи.

На рис. 2-12 показана таблица кодов по ГОСТ 10859-64, а на рис. 2-13 — таблица кодов по ГОСТ 13052-67.

П ерф окарт а . Перфокарты изготовляются из специальной бума­ ги толщиной 0,18 мм с жестким допуском. В основном использу­ ются два вида перфокарт: 80-колонные и 45-колонные. Эти пер­ фокарты имеют одинаковые размеры: длина 187,4 мм, ширина 82,5 мм.

В45-колонной перфокарте имеется 45 колонок. В каждой ко­ лонке располагаются 12 позиций. В этой карте пробиваются от­ верстия круглой формы диаметром 3,2 мм.

В80-колонной перфокарте имеется 80 колонок. В каждой ко­ лонке располагаются 12 позиций. В карте пробиваются отверстия

прямоугольной формы.

В вычислительной технике в основном используются 80-колон­ ные перфокарты. На рис. 2-14 показана 80-колонная перфокарта.

Информацию на перфокартах располагают поколонно или попозиционно. В случае поколонного расположения на один знак от­ водится, как правило, вся колонка. Комбинируя пробивки в 12 по­ зициях одной колонки, можно записать на ней тот или иной знак. В этом случае на перфокарте располагается 80 знаков.

106

По ГОСТ 10859-64 при поколонном расположении возможно наносить информацию в десятичной или в двоичной системе счис­ ления. При нанесении информации в двоичной системе счисления под информационную дорожку Эі отводится двенадцатая, под Э2— одиннадцатая, под ЭЗ — нулевая, под Э4 — первая, под Э5 — вто­ рая, под Э6 — третья, под Э7 — четвертая позиции перфокарты1.

Кодирование информации в десятичной системе счисления в на­ стоящее время находит широкое применение в связи с развитием

/J S Щ

Рис. 2-15. Пример расположения некоторых знаков при ко­ лонном расположении информации (ГОСТ 10859-64).

1 Информационные дорожки Э1-Э7 соответствуют таблице на рис. 2-12.

107

систем автоматической обработки данных, используемых для эко­ номических, плановых расчетов, учета и других задач. К тому же в этой системе счисления работают все счетно-перфорационные ма­ шины, на которых часто производится подготовка исходной инфор­ мации. На рис. 2-15 для примера показано расположение некоторых знаков на перфокарте в двоичной системе счисления при поколон-

фавитно-цифровой информации в десятичной системе счисления (согласно ГОСТ 10859-64).

При позиционном расположении информации на один знак выделяется от трех до восьми колонок одной позиции (строки) в за­ висимости от того, какая информация вводится в машину — вось­ меричная, двоично-десятичная или алфавитно-цифровая. Различные комбинации пробивок в выделенных для одного знака колонках дают возможность записать на них различные знаки. При этом способе расположения информации значительно увеличивается плот­ ность размещения ее на перфокарте.

На рис. 2-12 показана таблица попозиционного кодирования информации на перфокартах согласно ГОСТ 10859-64, а на рис. 2-17 для примера показано кодирование некоторых знаков при попозиционном расположении информации.

Несмотря на большую плотность информации при гюпозиционном расположении все же поколонное расположение информа­ ции в десятичной системе счисления продолжает использоваться. Такое расположение информации позволяет легко связать электрон­ ные цифровые вычислительные машины и счетно-перфорационные машины, которые работают только с поколонным расположением информации.

Представление информации на магнитных лентах и дисках рас­ сматривается в гл. 6.

109