
- •Глава 3. Базовая учебная эвм
- •3.1. Понятие базовой учебной эвм
- •3.2. Структура и порядок функционирования бу эвм
- •3.2.1. Описание арифметико-логического устройства
- •3.2.2. Описание оперативного запоминающего устройства
- •3.2.3. Схема алгоритма бу эвм
- •Элементы устройства управления бу эвм
- •Микропрограмма уа
- •3.3. Группы операций в системе команд
- •Стоп - указание оператора машины.
- •3.4. Общая теория работы управляющего автомата
- •3.4.1. Исходные данные
- •3.4.2. Решение уа с многофазным генератором
- •3.4.2.1. Выборка команды из озу
- •Уа с многофазным генератором. Цикл "Выборка команды"
- •3.4.2.2. Анализ коп и входных данных уа
- •3.4.2.3. Исполнение команды группы ао
- •Alу выполняет вычисления результата
- •3.4.2.5. Исполнение команд передачи управления
- •Организация передачи управления в программе
- •3.4.3. Уа с групповым управлением
- •3.4.3.1. Мнемоническое описание
- •3.4.3.2. Структурная схема уа с групповым управлением
- •3.5. Расширение возможностей системы
- •3.5.1. Обращения к подпрограмме
- •Фрагмент схемы уа для работы с подпрограммой
- •3.5.2. Комплексирование бу эвм с периферией
- •3.5.2.1. Обращение к внешнему устройству
- •Инициализация бук
- •3.5.2.3. Состав внешнего устройства
- •3.5.2.4. Запись данных в регистр ву
- •3.5.2.5. Чтение данных регистров ву
- •3.6. Визуализация функционирования бу эвм
3.5.2.5. Чтение данных регистров ву
Данные, которые хранит ВУ, должны быть переданы на регистр-аккумулятор процессора.
В качестве примера рассмотрим чтение данных регистра RG95(адрес 95) по команде 11095, после выборки которой из ОЗУ на регистр команд процессора будет определено: группа операций - I/O (ввод/вывод); ВВОД, так как PZ=0; адрес-95.
В соответствии с протоколом ВВОД (рис. 3.17) блок управления каналом вырабатывает сигнал КУ20, обеспечивающий прием адреса с шины КшА (рис. 3.15 и 3.22) на адресный регистр РА внешнего устройства аналогично тому, как это выполнялось при записи данных (п. 3.5.2.4).
Селектор адреса (рис. 3.23) проверяет адрес 95 на допуск в поле (99-95). Выход селектора адреса управляет магистральными приемниками сигналов KRR,KWW и КУ24. Когда адрес в команде указан неверно, то прием ВУ этих сигналов запрещен.
Продолжая шаги протокола ВВОД (рис. 3.17), БУК вырабатывает (рис. 3.19) сигнал KRR. Внешнее устройство принимает KRR и использует его для синхронизации чтения данных последовательно в шины BUS1 и BUS2, а через них на регистр PS порта ввода-вывода (рис. 3.21). Сигнал синхронизации чтения формирует адресный дешифратор DCRR, который в соответствии с кодом младшей цифры 5 адреса активизирует выход DCRR(5), открывающий сигналом УR5 доступ в шину BUS1 данных RG95.
Сигнал KRR-активный (низкий уровень). Обеспечивает через шинный формирователь F1 порта ввода-вывода передачу B:=A, так как при этом вход УВ=0.
Сигнал КУ21 разрешает передачу данных с PS через F1 порта ввода-вывода в канал на F2 процессора. В то же время через шинный формирователь F2 процессора при исходном состоянии УВ=1 (формирует БУК) данные C:=B (кто помнит, 555) передаются на шину связи ШD с регистром RG. Сигнал КУ22 разрешает запись на RG.
Местное устройство управления ВУ формирует (возможно, с задержкой) ответный сигнал KCI для оповещения БУК о конце чтения, и БУК передает управление (КО) устройству УА (рис. 3.15).
ЗАДАНИЯ: 1. Организовать передачу ОЗУ (АА):=ВУ (РА).
2. Организовать передачу ВУ (РА):= ОЗУ(АА).
3. Покажите, как изменится схема РАЛУ (рис.3.4) при подключении к процессору внешнего устройства.
Указание: см. аналог - рис.3.1,б, фрагмент ОЗУ...
3.6. Визуализация функционирования бу эвм
При разработке автоматизированной обучающей системы модели учебной ЭВМ введены следующие ограничения: состав учебной ЭВМ - минимальной конфигурации, включающей процессор, оперативное запоминающее устройство, внешнее устройство и трехшинный канал; система команд должна быть минимальной, но достаточной для исполнения структур - следование, ветвление, цикл, подпрограмма, а также обращения к внешнему устройству; адресное пространство (99 адресов) распределено для программной памяти (1-70 слов), для данных (адреса: 71-94) и (95-99) - адреса внешнего устройства; формат команды - одноадресный, содержит поле кода операции, поле признака модификации команды (цифра 0 или 1) и поле адреса; глубина вложения подпрограмм - 4; режимы работы - 2, или ввод загрузочного модуля программы и ввод исходных данных, или счет в пошаговом или автоматическом проходе программы.
Модель учебной ЭВМ допускает возможность редактирования программы и данных, а также повторный запуск программы с новыми данными.
На первом этапе работы с обучающей системой предусмотрено изучение разделов: анализ системы команд (10 команд) учебной ЭВМ; организация ветвлений и циклов; примеры программирования учебной ЭВМ.
На втором этапе многоуровневая система меню предлагает исследователю: ознакомиться с правилами (учебной информацией) для тех, кто не усвоил их на первом этапе; ознакомиться с примерами решения типовых задач и при желании повторить их на демонстрационных динамических картинках; исполнить задание, подобранное учителем в соответствии с уровнем знаний и способностей учащегося, выполнить его на данном этапе обучения. При этом система подсказок позволяет закрепить последовательность и содержание шагов решения задачи, а динамическая картинка показывает ситуации на объекте (учебная ЭВМ) и создает эффект работы с реальной средой (рис. 3.24 - 3.46).
ЗАДАНИЯ:
1. Разработать для БУ ЭВМ программу, реализующую алгоритм "Топтун". Показать решение, используя средства АОС1.
2. Исследовать по динамическим картинкам АОС1 протокол обращения к ВУ, используя данные примера (п. 3.5.2.4).
3. Определить глубину стековой памяти БУ ЭВМ, используя данные примера (подразд. 3.5.1).