ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Московский технический университет связи и информатики
Волго-Вятский филиал
Курсовая работа
по дисциплине
«Вычислительная техника и информационные технологии»
|
Выполнил: студент 4 курса УФО специальность 210406 студ. билет № 3КТ07214
|
Проверил: доцент Ю.М. Туляков
|
Нижний Новгород
2009
I. Задание на курсовую работу:
Курсовая работа предусматривает:
-изучение принципа действия упрощенной модели автоматического вычислителя типа программируемого микрокалькулятора, структурная схема которого изображена на рис. 1;
-программирование в двоичных кодах алгоритма вычислений, предписываемых функцией F=fк (a, b, c, d) из таблицы 10 методических указаний, где индекс k задает номер варианта и определяется предпоследней i=1 и последней j=4 цифрами моего варианта:
1) N=10i+j=14; K=N=14;
2)
;
3) a=N+15=29; b=N+13=27; c=N+5=19; d=N=14.
При этом программу следует разместить в память команд (ПК), начиная с ячейки № i=1, а операнды a, b, c и d – в память данных (ПД), начиная с ячейки № j=4;
-синтез конечного автомата (КА), реализующего функции устройства управления (УУ) на рис.1;
-выполнение
вручную всех расчетов согласно
в двоичной системе счисления с выдачей
всех промежуточных и окончательного
результатов.
Рисунок 1 – Структурная схема вычислителя
II. Теоретическая часть
1.Состав вычислителя.
В состав вычислителя входят: арифметико-логическое устройство АЛУ (ALU), регистр RgQ, память команд ПК, память данных ПД, устройство управления УУ (конечный автомат КА), мультиплексор MS, элементы управляющей логики И1, И2.
2.Принцип работы вычислителя.
В ПК записываются команды, в ПД – операнды (данные).
Управление ПК и ПД осуществляется с помощью УУ сигналами V1-V7, которые подаются в виде 0 и 1 на указанные устройства.
Сначала выполняется первая (верхняя) команда (она записана в регистрах (строчках) ПК) и по указанным в ней адресам выбирает из ПД нужные данные (числа) для операндов X и Y (аргументов, над которыми выполняются заданные операции).
Для выполнения необходимой операции над X и Y в АЛУ подается КОП (код операции). Полученный результат из АЛУ выдается в регистр результата RgQ. Если этот результат промежуточный, то он записывается в ПД в ячейку (РОН) с адресом, который указан в команде. Если результат конечный, то он из RgQ подается на выход (например, на дисплей).
Устройство управления (УУ) главным образом определяет очередность выбора команд. В данном случае это последовательный переход по счету от одной команды к другой (от одного адреса к другому). Поэтому УУ представляет собой счетчик, на выходе Q которого появляется двоичная комбинация, определяющая число сосчитанных входных импульсов. Управление заключается в подаче импульса запуска и выключении УУ после выполнения всех операций по заданной функции.
III. Практическая часть
1.
Присвою данным операндам определенные
РОН F
«а» помещаю в ячейку РОНj=РОН4;
«b»→ РОНj+1=РОН5;
«с»→ РОНj+2=РОН6;
«d»→ РОНj+3=РОН7
Введу вспомогательные переменные:
e
=
f
=
g =
h
=
l=
=h+f
Для дополнительно введенных переменных и их временного хранения выделю дополнительные РОН:
e – РОН10, f – РОН11, g –РОН12, h – РОН13, l – РОН14 -лишний
АЛУ выполняет следующие операции:
,
код операции – 010;
,
код операции – 011;
,
код операции – 100;
,
код операции – 101;
2. Составляю блок-схему алгоритма вычисления.
Алгоритм вычислений реализуется последовательным выполнением команд K1,…,K9, каждая из которых обеспечивает выполнение следующих операций:
K1
– вычисление e
=
и
размещение результата в RgQ
K2 – перезапись e из RgQ в РОН10.
К3
– вычисление f
=
и размещение результата в RgQ
K4 – перезапись f из RgQ в РОН11.
K5
– вычисление g =
и размещение результата в RgQ
K6 – перезапись g из RgQ в РОН12.
K7
– вычисление h
=
и размещение результата в RgQ
K8 – перезапись h из RgQ в РОН13.
K9
– вычисление l=
и размещение результата в RgQ
Таблица 1 – блок-схема работы вычислителя.
|
1 |
K1 |
|
|
K2 |
(РОН10) RgQ | |
|
2 |
K3 |
|
|
K4 |
(РОН11) RgQ | |
|
3 |
K5 |
|
|
K6 |
(РОН12) RgQ | |
|
4 |
К7 |
|
|
К8 |
(РОН13) RgQ | |
|
5 |
К9 |
|
3. Программирование сводится к записи кодов всех перечисленных команд в той же последовательности.
Заполняю таблицу команд программы (хранящейся в памяти команд).
Таблица 2
|
Команда |
Адрес в ПК |
Тип перехода от одной команды к другой |
КОП ALU |
Адрес (в ПД) (РОН) |
Адрес (в ПД) (РОН) |
Доп. уровни в УУ | |||||||||||||||||
|
V5 |
V4 |
V3 |
V2 |
V1 |
P2 |
P1 |
P0 |
K2 |
K1 |
K0 |
Ay |
Ax |
V6 |
V7 | |||||||||
|
К1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
х |
х |
х |
х |
х |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
К2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
х |
x |
x |
x |
x |
х |
x |
х |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
К3 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
х |
х |
х |
х |
х |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
К4 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
х |
x |
x |
x |
x |
x |
х |
х |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
К5 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
К6 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
x |
х |
x |
х |
x |
x |
х |
х |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
К7 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
К8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
х |
x |
x |
x |
x |
x |
x |
х |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
К9 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Стоп |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 | ||