Тема 4. Вузли еом

Приклад. Вузли ЕОМ класифікуються на:

1.  Комбінаційні — це вузли, вихідні сигнали яких визначаються тільки сигналом на вході, який діє в даний момент часу (дешифратор). Вихідний сигнал дешифратора залежить тільки від двійкового коду, поданого на вхід в даний момент часу. Комбінаційні вузли називають також автоматами без пам'яті.

2.  Послідовнісні (автомати з пам'яттю) — це вузли, вихідний сигнал яких залежить не тільки від комбінації вхідних сигналів, які діють в даний момент часу, але й від попереднього стану вузла (лічильник).

3.  Програмовані вузли. Функціонують залежно від того, яка програма в них записана. Наприклад, програмована логічна матриця (ТІМ), яка залежно від закладеної в неї програми може виконувати функції суматора, дешифратора, ПЗП.

Рис. 4.1

4.1. Суматор

Суматор може бути побудований, як комбінаційна схема — послідовний суматор (рис.4.1) і як послідовна схема — нако­пичуючий суматор, рис.4.2. Суматор здійснює сумування цифр розрядів, які скла­даються з цифр переносу за правилами складання за модулем 2. Робота суматора строго регламентована в відповідності до таблиці:

аі	bі	Рі	Sі	Рi+1
0	0	0	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	1

4.2. Послідовний суматор

Послідовний суматор здійс­нює сумування цифр, що склада­ються і цифр переносу порозрядно, починаючи з молодшого розряду. Основою його схеми є однорозряд­ний суматор. Сумування виконується в однорозрядному суматоріSМ, рис.4.2 Цифри і-го розряду, що складається, і, цифра переносу з молодшого роз­ряду передаються на вхід суматора одночасно з приходом тактового імпульсу. Регістри 1 і 2 використовуються для прийому і зберігання цифр і-го розряду складників. В D-тригері зберігається цифра переносу з молодшого розряду. Регістр 3 приймає і зберігає цифру і-ї суми. З приходом тактового імпульсу з регістрів 1, 2 і D-тригера розряду складників і-та цифра переносу потрапляє на вхід однорозрядного суматора. Одночасно регістр 3 звільняється для прийому цифри суми.

В паралельному суматорі (рис.4.3), всі розряди операндів сумуються одночасно, але швидкодія знижується за рахунок часу передачі цифри переносу з молодшого розряду.

4.3. АРИФМЕТИЧНОЛОГІЧНИЙ ПРИСТРІЙ (АЛП)

АЛП призначений для виконання арифметичних і логічних операцій над операндами. АЛП класифікуються наступним чином:

1.  За способом дій над операндами бувають АЛП послідовної і паралельної дії. В послідовних АЛП дії над операндами виконуються послідовно розряд за розрядом, починаючи з молодшого. В паралельних АЛП всі розряди операндів обробляються одночасно.

2.  За видом оброблюваних чисел АЛП можуть виконувати операції над двійковими числами з фіксованою або плаваючою комою і над двійково-десятковими числами.

Кожне десяткове число записується чотирма розрядами двійкового коду.

1971₍₁₀₎

0001 1001 0111 0001₍₂₎

АЛП при дії над двійково-десятковими числами повинні мати схему десяткової корекції. Схема десяткової корекції перетворює отриманий результат таким чином, щоб кожний двійково-десятковий розряд не містив числа (цифри) більше 9.

При записі числа з фіксованою комою, кома фіксується після молодшого розряду, якщо число ціле, і перед старшим розрядом, якщо число менше 1.

При записі чисел з плаваючою комою виділяється ціла частина, яка називаються мантисою, і показник степеня, який характеризує положення коми.

37 – ціле число і 0.37 дробове число з фіксованою комою;

37·10^–2 – дробове число з плаваючою комою.

3.  За організацією дій над операндами розрізняють блочні і багатофункціональні АЛП.

В блочних АЛП окремі блоки призначені для дій над двійково-десятковими числами, окремо для дій над числами з фіксованою комою, окремо з плаваючою комою.

В багатофункціональних АЛП одні і ті ж блоки обробляють числа з фіксованою комою, плаваючою комою і двійково-десяткові числа. Багатофункціональний АЛП зображений на рис.4.4.

Клапани К1 і К2 об'єдну­ють суматори SM1, SM2 і SM3 для дій над числами з фіксованою комою.

Для дій над числами з плаваючою комою клапан К2 об'єднує суматори 2 і 3 для обробки мантис, а клапан К1 від'єднує перший суматор від другого. Суматором 1 обробляє SM порядки.

4. За структурою АЛП бувають з безпосередніми зв'язками і багато­зв'язковими.

В баготозв'язкових АЛП входи і виходи регістрів приймачів і джерел інформації під'єднуються до однієї шини. Розподіл вхідних і вихідних сигналів відбувається під дією керуючих сигналів.

В АЛП з безпосереднім зв'язком вхід регістра приймача пов'язаний з виходом регістра джерела операндів і регістра, в якому відбувається обробка.

Наприклад, в схемі (рис.4.5.) сумування відбувається так: операнди подаються в регістр 1. Регістр 2 є накопичуючим суматором або автоматом з пам'яттю. Він сумує складники, які надходять в різні моменти часу і передає результат в регістр 3.

Множення в цьому АЛП проходить так: 1-ий множник поміщають в регістр 3, 2-ий множник— в регістр 1. Регістри 2 і 3 являють собою, окрім того, зсовуючими регістрами в залежності від вмісту розряду 2-го множника 1-ий множник зсувається на один розряд, якщо 2-ий множник містить 1, і на 2, якщо останній містить 0. Ці добутки сумуються в регістрі 2.