5.3. Построение структурных схем универсальных решающих блоков ивс с автоматическим масштабированием переменных

Построим структурную схему универсального решающего блока с автоматическим масштабированием. Структурная схема УРБ, реализующего алгоритм (5.24), приведена на рис. 5.1. В состав ее входят: устройство настройки на операции (УНО), блок коммутации (БК), блок управляемых регистров приращений подынтегральной функции (БУRGПФ), сумматор приращений (SM), блок накопления подынтегральной функции (БНПФ), блок хранения приращений мантиссы и порядка переменной интегрирования (БНМП), множительное устройство (ML), экстраполятор (Э), квантователь (КВ), логический блок (ЛБ), устройство контроля разрядной сетки (УКРС) и устройство автоматического масштабирования (УАМП).

В режиме ввода информации в устройство настройки на операции, представляющее собой 3-разрядный регистр, заносится код операций, в соответствии с которым это устройство осуществляет настройку УРБ на выполнение необходимой арифметической или логической операции.

Выполнение операции автоматического масштабирования в каждом решающем блоке осуществляется с помощью четырех счетчиков, введенных в состав УРБ (рис. 5.1):

- счетчик изменения порядка приращений на выходе решающего блока;

МСТ - масштабный счетчик;

- счетчик изменения порядка приращений переменной интегрирования;

СТМ - счетчик обратных масштабных пульсов.

Масштабирование задачи производится на каждом шаге решения.

Процесс решения можно разбить на четыре последовательных во времени этапа.

Первый этап – ввод. Мантисса начального значения функции заносится в регистр подынтегральной функции _, a порядок - в регистр порядка . Кроме того, в масштабный счетчикМСТ заносится величина (-Πy_ро), суммируемая с начальным значением счетчика (п-т), в которое счетчик МСТ устанавливается перед вводом информации подачей потенциала стирания (ПС). После этого масштабный счетчик принимает значение: Величина порядка подынтегральной функции заносится ещё и в счетчик .

Алгоритм ввода представлен на рис. 5.2.

Рис. 5.1. Структурная схема УРБ с АМП.

Второй этап - передача масштабной информации. Сначала в CTМ заносится значение , то есть Затем осуществляется передача масштабной информации в обратном направлении и к содержимому СТМ прибавляется минимальное значение масштабного сигнала обратной связи, то есть в СТМ зафиксируется значение После этого происходит передача содержимого в "последующие" УРБ, то есть выполняются операции

или .

Третий этап – начальное масштабирование. Он заключается в том, чтобы от значения перейти к _– заданный шаг растения). На этапе начального масштабирования работают только узлы, предназначенные для автоматического масштабирования.

Рис. 5. 2. Алгоритм ввода начальных данных

Рис 5.3. Алгоритм отработки переполнения

Четвертый этап - это непосредственное решение задачи с начальным шагом t = 2^–a_. В процессе решения значение t может изменяться автомати-чески или по желанию оператора.

Алгоритм автоматического масштабирования, описанный системой логических уравнений (5.24), можно представить в виде графа микропрограммы, изображенного на рис. 5.4.

В алгоритме можно выделить три уровня. На первом уровне достигается выполнение первых двух масштабных соотношений в системе (5.21): и , то есть происходит отработка в ноль приходящих значений изменения порядка приращений переменной интегрирования: . Управляющие параметры:На втором уровне происходит анализ возможности увеличения разрядности чисел, то есть осуществляется улучшение режима вычислений. Управляющий сигнал:. На третьем уровне происходит анализ необходимости уменьшения разрядности чисел при входе приращения подынтегральной

Рис. 5.4. Алгоритм автоматического масштабирования

функции за старшие разряды или приращения интеграла за младшие разряды подынтегральной функции "следующего" решающего блока, то есть достигается выполнение третьего условия системы (5.21): , что приводит к выработке управляющего сигнала . Выполнение условия

осуществляется на всех трех уровнях масштабирования.

После осуществления оптимального изменения разрядности чисел и достижения выполнения всех масштабных соотношений в системе (5.21) выдается сигнал окончания масштабирования, который передается в устройство управления. После окончания масштабирования во всех УРБ в устройстве управления вырабатывается сигнал , который разрешает выполнение арифметических операций в данном шаге решения подачей потенциала работы (ПР).

Схема анализа и отработки переполнений работает самостоятельно в процессе выполнения арифметических операций. При наличии переполнения осуществляется сдвиг числовой информации вправо и изменение значений RGПу, СТМ и MCT "следующего" УРБ. Алгоритм отработки переполнений приведен на рис. 5.3.

Алгоритм автоматического масштабирования пригоден как для операции интегрирования, так и для суммирования, слежения и логических операций, при этом работа УРБ в режиме суммирования или слежения выполняется только по третьему уровню алгоритма.