Лекция №12 (20.10.06)

Структура вычислительной системы, обеспечивающей асинхронный обмен с ВУ.

По сигналу ЗН занесения макрокоманды и сигналу ВУ обращению к ВУ, формируется узлом обмена временная диаграмма. Данная временная диаграмма подразумевает:

1. выработку сигнала БС (блокировка синхронизации), то есть прекращение поступления тактовых импульсов на процессорный элемент,

2. формирование сигнала MSYN, сообщающего ВУ о начале обмена,

3. запуск внутреннего таймера, который считает текущее время,

4. формирование сигнала «ответ», в зависимости от поступившего сигнала SSYN (или не поступившего), если сигнал SSYN поступает в пределах T_max, то считается обмен состоявшимся, формируется соответствующий сигнал «ответ» и снимается блокировка синхронизации. Если сигнал SSYN не поступает от ВУ или поступает за пределами T_max, то обмен считается не состоявшимся, формируется соответствующий сигнал «ответ» и другая последовательность микрокоманд в микропрограмме.

Структурная схема, формирующая сигнал - «ответ» (SSYN) от ВУ.

τ – время, которое необходимо ВУ для формирования достоверной информации на своем выходе или для гарантированной записи достоверной информации от активного ВУ.

Структура узла обмена информацией

По сигналу занесения макрокоманды и сигналу ВУ (обращение к внешнему устройству) на выходе блок обмена формируется сигнал MSYN и сигнал блокировка синхронизации (БС), при этом на двоичный счетчик СТ2 поступают тактовые импульсы. Счетчик СТ2 предназначен для подсчета времени T_max. Если сигнал SSYN не приходит в пределах T_max, то сигнал «ответ» соответствует значению логической единицы, обмен не состоялся. Если сигнал «ответ» = 0, то есть сигнал SSYN пришел в пределах T_max, обмен считается состоявшимся.

С МИКРОПРОЦЕССОРАМИ ПОКОНЧИЛИ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Они подразделяются на:

1. вычислительные системы,

2. вычислительные структуры,

3. вычислительные среды.

Вычислительные системы имеют, как правило, элементы: 1) вычислительные машины, 2) универсальные процессоры с памятью, 3) сопроцессоры и спецпроцессоры с элементами подключения к основной вычислительной системы, 4) вычислительные модули для реализации одной или нескольких операций и т.д.

Вычислительные структуры строятся из функционально законченных модулей, обладающих возможностью программной настройки на реализуемые функции.

Вычислительные среды компонуются из простейших, далее не упрощаемых автоматов, обладающие автономной и соединительной полнотой, и настраивающиеся программы на реализацию одной или нескольких функций из полного набора.

Типовые структуры вычислительных систем. Классификация по Квайну.

1. S ISD. Одиночный поток команд, одиночный поток данных.

2. M ISD. Множественный поток команд, одиночный поток данных.

3. SIMD. Одиночный поток команд, множественный поток данных.

4. MIMD. Множественный поток команд, множественный поток данных.

Архитектура фон-Неймана.

В данной архитектуре для хранения программы данных используется одно адресное пространство. Формат кодирования программ соответствует формату кодирования данных. Программы и данные хранятся в одном адресном пространстве, и нет никаких признаков, которые бы указывали на тип информации, хранящейся в конкретной ячейке памяти.

Основные характерные особенности:

1. наличие единого вычислительного устройства, включающего в свой состав: процессор, память и средства передачи информации,

2. линейная адресация памяти, состоящая из слов фиксированной длины,

3. сравнительно низкий уровень машинного языка,

4. централизованное последовательное управление.

Архитектура гарвардской лаборатории.

В отличие от архитектуры фон-Неймана, в этой архитектуре память данных и программ разделена.