Устройства управления.
Указать основные функции устройств управления.
Дать классификацию УУ по способу выполнения команд.
Дать классификацию УУ по своим возможностям.
Дать классификацию УУ по принципу формирования управляющих сигналов.
Ответ
К основным функциям устройств управления относятся определение последовательности выборки команд из памяти, расшифровка команд и их реализация, выполнение операций управления.
По способу выполнения команд в ЭВМ могут быть использованы синхронный, асинхронный и смешанный принципы управления.
В УУ, реализующих принцип синхронного управления, длительность цикла выбирается постоянной и одинаковой для всех реализуемых операций. Особенности работы таких УУ следующие: длительность цикла постоянна, и в каждом цикле вырабатывается одинаковое число управляющих сигналов; длительность цикла выбирается равной длительности выполнения самой продолжительной операции; все управляющие сигналы вырабатываются одним, общим для устройства управления генератором; при выполнении операций, длительность которых короче длительности самой продолжительной операции, некоторые микрооперации и соответствующие им управляющие сигналы вырабатываются «вхолостую».
УУ, реализующих асинхронный принцип управления, вырабатывается столько управляющих сигналов, сколько требуется для выполнения данной операции. При этом время цикла, отведенное для выполнения любой операции, переменно и может быть разным даже при выполнении одной и той же операции. В данном случае осуществляется контроль за окончанием микроопераций в такте и обеспечивается переход к действиям следующего такта сразу же после окончания предыдущего.
В УУ, реализующих смешанный принцип управления, длительность машинного цикла устанавливается для групп операций, требующих по своему характеру приблизительно одинакового времени выполнения. Для выполнения операций, требующих большего интервала времени, используются местные УУ.
По своим возможностям УУ подразделяются на универсальные и с жесткой программой. Универсальные УУ обеспечивают управление любых программ и используются в большинстве ЭВМ. УУ с жесткой программой обеспечивают выполнение лишь отдельных фиксированных программ, что имеет место в специализированных ЭВМ.
По принципу формирования управляющих сигналов различают УУ с жесткой логикой и микропрограммные (с хранимой логикой). В первом случае для каждой команды процессора имеется набор логических схем, которые в нужных тактах возбуждают соответствующие управляющие сигналы. Такой принцип управления получил название жесткой логики. Во втором случае микропрограммы выполнения операций хранятся в постоянной памяти (ПП). Считывая последовательно микрокоманды из ПП, можно выработать требуемую последовательность управляющих сигналов.
Арифметико-логическое устройство с магистральной связью.
Указать назначение АЛУ.
Описать принцип работы АЛУ с магистральной связью.
Ответ
Разнообразные арифметические и логические операции выполняются в устройствах, которые называются арифметико-логическими устройствами.
В последнее время широко используются АЛУ с магистральной связью.В состав АЛУ входят регистры Рг1-Рг2, коммутатор К, сумматор СМ и устройство управления УУ. В таком АЛУ регистры обычно служат только для хранения операндов и результатов вычислений, а их входные цепи содержат только схемы, обеспечивающие прием информации. Любой из регистров может быть подключен коммутатором К к выходной магистрали. Прием информации в регистры из оперативной памяти ОП производится только через входную магистраль, а выдача результатов в ОП — с выходной магистрали. Операнды поступают на сумматор СМ с выходной магистрали. Это позволяет производить операции над числами, расположенными в любых регистрах, что является существенным достоинством данной схемы. Результат операции через входную магистраль отсылается с сумматора СМ в один из регистров.