война / Работа ЭВМ при выполнении команд по упрощенной структурной схеме

Работа ЭВМ при выполнении команд по упрощенной структурной схеме

С внешнего пульта подается команда на включение ЭВМ. При включении все регистры и счетчики обнуляются. Первый импульс от таймера через устройство управления (УУ) поступает на счетчик номера команд (СК) и в нем образуется код 000…01. Это код первого номера команды. Сразу же УУ выдает сигналы: открыть вентили СК. Код с СК поступает на дешифратор команд (ДШ ПЗУ). Дешифратор выдает в ПЗУ сигнал считывания первой команды и ее код поступает в регистр команд РК. Если этот код команды помимо поля типа команды содержит еще два: поле кода адреса и поле кода операции (КОП), то код адреса с РК поступает на дешифратор запоминающего устройства (ДШ ЗУ), а код операции в УУ.

В результате с ЗУ считывается первый операнд (данные), который поступает на регистр Р1 АЛУ. Одновременно УУ расшифровывает код операции и выдает на АЛУ совокупность микрокоманд ее выполнения. Допустим это операция пересылки операнда из регистра Р1 в регистр Р2. По этим микрокомандам УУ выдает сигналы на выходные вентили регистра Р1 и входные вентили регистра Р2. В результате операнд поступит из Р1 в Р2.

Первая команда выполнена. Устройство управления немедленно выдает импульс, отмечающий завершение операции в СК. Этот импульс суммируется в СК с первым. В результате в СК образуется номер второй команды (000…010). Из СК он поступает в ДШ ПЗУ. ПЗУ выдает код второй команды. Пусть это будет выдача кода второго операнда из ЗУ в Р1 и сложение его с операндом, уже хранящимся в регистре Р2. Результат (сумма) направляется снова в Р2. После окончания этой операции на СК из УУ поступит третий импульс. В результате чего образуется третий номер команды (000…011), который снова идет на дешифратор ПЗУ и т.д. Так происходит до тех пор, пока либо не кончится программа, либо не возникнет сигнал прерывания.

В момент прерывания приостанавливается выполнение программы. Код номера очередной команды программы не поступает на дешифратор ПЗУ, а запоминается в отдельном регистре или в ОЗУ. Вместо него подается номер первой команда прерывания. И дальше выполняется уже эта программа. После ее окончания код номера основной программы записывается в СК и продолжается ее выполнение.

Источником возникновения прерываний могут быть сигналы от схем контроля, каналов ввода-вывода, внешних устройств, а также признаки результата вычислений (знак, признак переполнения и др.).

Таким образом, работа ЭВМ складывается из следующих этапов:

- формирование и выдача адреса команд;

- выборка команды из ЗУ;

- прием команды и ее дешифрация;

- формирование и выдача адреса операнда;

- выборка операнда из ЗУ;

- выполнение операции над операндом (операндами).

Работа ЭВМ А-15

Для организации выполнения основных этапов работы ЭВМ в блоке ВЧУ (вычислительное устройство) используется УС (устройство синхронизации), которое имеет генератор со стабилизацией частоты на кварцевом резонаторе и группу триггеров, формирующих синхросигналы.

При поступлении через УО сигнала «Сброс» от пульта АС-04 (АС-03) осуществляется обнуление всех регистров ЭВМ.

По сигналам «Пуск-тест» или «Пуск-задача» на СчАК записывается либо начальный адрес тестовой программы, либо начальный адрес программы задачи. СчАК (два 16-разрядных регистра) выдает текущий адрес команды и формирует следующий адрес (прибавлением 1 к текущему адресу команды).

Если возникает необходимость применения порядка выбора команд, то СчАК загружается кодом адреса команды перехода. Для условных переходов используется признак результата (знак результата) W и признак переполнения разрядной сетки Y.

Код адреса команды указывает ячейки ДЗУ (ДЗУ-1 – ДЗУ-4), в которых хранится первая команда программы. Адрес команды поступает в УУП (устройство управления блоками памяти), где формируются управляющие сигналы, необходимые для обращения к блоку памяти.

Модуль памяти ДЗУ по расшифрованному адресу через УСч (узел считывания) выдает код команда на ВЧУ (РгК).

В блоке ВЧУ в зависимости от кода в разрядах признака адресации формируется исполнительный адрес операнда и расшифровывается код операции.

При прямой адресации (ПА=000) адресная часть команды – смещение через регистры РгП, Рг1 и АЛУ записывается в РгАЧ.

При базовоотносительной адресации исполнительный адрес получается путем пристыковывания на сумматоре АЛУ к шести старшим разрядам из смещения кода из регистра РгБ1 или РгБ2 или РгБ3.

При индексной и относительной адресации исполнительный адрес получается путем прибавления на сумматоре АЛУ содержимого одного из регистров РгИ1, РгИ2, или СчАК к содержимому десяти разрядов смещения в команде. В случае косвенной адресации по адресу, указанному командой, из ячейки памяти считывается исполнительный адрес и записывается в РгАЧ.

Узел управления памятью по сформированному адресу числа вырабатывает и выдает управляющие сигналы в один из блоков ДЗУ, ДЗУС или ОЗУ.

Одновременно с управляющими сигналами поступает адрес операнда. По принятому и расшифрованному адресу происходит выборка операнда из модуля памяти и выдача через УСч в регистр РгП.

Код операции команды с регистра РгК поступает на УДШ, которое вырабатывает управляющие сигналы , настраивающие ЭВМ на выполнение определенной операции.

Операнд с регистра РгП через регистр Рг1 подается на АЛУ, где выполняется операция, расшифрованная в УДШ.

Регистр РгП также обеспечивает прием и выдачу информации при обмене с устройством ввода-вывода.

Узел управления операциями УУО в соответствии с временной диаграммой работы ЭВМ и сигналами , поступающими из ВЧУ и УВВ, производит выработку управляющих сигналов и выдачу их в узлы ЭВМ и в УВВ.

Для аппаратного контроля ЭВМ в процессе выполнения программы блок ВЧУ содержит УК (устройство контроля), которое обеспечивает:

Проверку правильности считывания чисел и команд из блоков памяти;

Проверку выполнения арифметических, сдвиговых операций и операций пересылок

В основе контроля положен метод контроля по модулю 2. Операции контроля осуществляются параллельно с основным вычислительным процессом. УК обнаруживает как устойчивые отказы, так и систематические и случайные сбои. При обнаружении отказов УК выдает через УО сигнал «Сбой ЭВМ». В случае исправного состояния ЭВМ УК выдает сигнал «Исправн.».