Литература

4. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник.-2-е изд., перераб. и доп./ А.П.Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А.Кириченко; Под ред. А.П.Пятибратова. М.: Финансы и статистика, 2002.-512с:ил. с.111-122.

5. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. Пособие для вузов.-3-е изд.,перераб и доп.-М.: Энергоатомиздат,1991.-592с.:ил. с.99-124.

6. Нешумова К.А. Электронные вычислительные машины и системы. М.: Высшая школа, 1989.-366с.:ил. с.173-210.

Пз №6. Составление алгоритмов и микропрограмм работы алу Цель занятия

Закрепить теоретические знания по основам построения и функционирования АЛУ. Приобрести практические навыки в составлении алгоритмов работы АЛУ при выполнении типовых операций, а также микропрограмм формирования управляющих сигналов для них.

Методические указания

1.На самоподготовке отработать материалы лекции по теме занятия. Изучить структуру процессора ЭВМ, назначение и функции, выполняемые АЛУ в составе процессора (см. п.6.1).

2.Составить структурные схемы алгоритмов выполнения операций сложения и умножения двух чисел в АЛУ. Особое внимание обратить на зависимость структуры АЛУ и алгоритмов выполнения операций от типа используемых машинных кодов и форм представления данных.

3. Выполнить подготовку исходных чисел для обработки в АЛУ (варианты указывает преподаватель). Акцентировать внимание курсантов на правильный выбор разрядности машинных кодов для АЛУ, а также предварительное выполнение операций над ними на бумаге с целью последующей проверки на модели.

4. Проверку правильности составленных алгоритмов произвести на модели АЛУ. Подчеркнуть связь между теоретическими основами машинной арифметики и отображением их на аппаратные средства ЭВМ.

5. Контроль степени усвоения учебного материала целесообразно произвести дважды – в начале занятия (летучка) и в конце (контрольная работа, либо по результатам работы на протяжении занятия).

6.1.Краткие теоретические сведения

Процессор - это одно из основных устройств ЭВМ, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом.

В многопроцессорной ЭВМ или ВС может использоваться ряд процессоров.

Процессор, который осуществляет управление взаимодействием всех устройств, входящих в состав ЭВМ (ВС), называют центральным.

В вычислительном процессе ЦП тесно взаимодействует с оперативной памятью. Он дешифрирует и выполняет команды программы, организует обращение оперативной памяти, инициирует работу каналов и периферийных устройств, воспринимает и обрабатывает запросы прерывания от устройств ЭВМ (ВС).

Выполнение программы представляет собой последовательность операций, осуществляемых процессором в заданном порядке. Обычно одной операции соответствует одна команда программы. Операция может быть разделена на более мелкие этапы – микрооперации, во время которых выполняются элементарные действия.

Последовательность микроопераций, реализующих данную операцию (команду), образуют микросхему. Таким образом, при выполнении программы устанавливается следующая иерархия этапов: ПРОГРАММА (КОМАНДА) – МИКРОПРОГРАММА (МИКРОКОМАНДА) – МИКРООПЕРАЦИИ.

Микрооперации инициируются управляющим сигналами (УС), вырабатываемыми устройством управления процессора. УС непосредственно воздействуют на элементы и узлы устройств ЭВМ.

Время, в течение которого выполняется одна команда, определяет цикл работы процессора. Цикл разбивается на такты. За один такт, как правило, выполняется одна микрокоманда.

Структура ЦП представлена на рис. 6.1, где обозначено:

АЛУ – осуществляет арифметические и логические операции над кодами чисел (операндами), а также операции по преобразованию кодов команд;

УУ – устройство управления, управляющее операциями переработки информации и обмена информацией с УВВ. Оно вырабатывает управляющие сигналы для:

• выработки очередной команды из ОЗУ;

• дешифрации кода команд;

• формирования адресов операндов и выработки их из ОЗУ;

• пересылки операндов в АЛУ, выполнения операций и пересылки результатов в ОЗУ;

• организация реакции процессора на запросы прерывания от УВВ;

• инициирования работы каналов ввода – вывода сопряжения;