Вопрос №21. Операционный блок для сложения и вычитания двоичных чисел с фиксированной точкой. Назначение узлов и блоков. Алгоритм выполнения операций сложения и вычитания.
Модель АЛУ с максимальным количеством регистров для сложения и вычитания.
Рг Х, Рг У—регистры операндов (Х и У);
БРг У—буферный регистр У, используется для хранения обратного кода числа У при вычитании;
SM—сумматор, совершает операции сложения;
Рг Z—регистр результата(Z);
Тг П—триггер переполнения, используется, если результат больше операндов на разряд.
При сложении операнды поступают из ОЗУ в регистры операндов (Рг Х и Рг У). Затем операнды поступают в сумматор, складываются, и результат поступает в регистр результата (Рг Z). Если результат получился на разряд больше операндов, то триггер переполнения переходит в единичное состояние.
При вычитании операнды поступают из ОЗУ в регистры операндов. Затем вычитаемое из регистра У переходит в буферный регистр У в обратном коде. Затем операнды поступают в сумматор, происходит сложение и происходит подсуммирование 1 в младший разряд сумматора (+1 SM). Таким образом операция логического вычитания Z=X-Y сводится к изменению знака вычитаемого и операции логического сложения Z=X+(-Y).
Вопрос №22. Оперативные запоминающие устройства на основе интегральных схем. Условное обозначение и структурная схема зу, организация поиска информации.
Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) служат для хранения операндов, программ, промежуточных и конечных результатов обработки информации, которые непосредственно используются ЦП при выполнении операций. Раньше ОЗУ выполнялись на ферритовых сердечниках, тонких магнитных пленках, полупроводниковых элементах, выполненных в виде больших интегральных схем (БИС). Современные ОЗУ строятся на интегральных схемах (ИС). Время цикла для ОЗУ на порядок больше цикла работы ЦП. Сверхоперативное ЗУ (СОЗУ) выполняет роль согласующего звена между быстродействующими устройствами ЦП и более медленного ОЗУ. СОЗУ имеет быстродействие соизмеримое с быстродействием процессора и служит для хранения операндов, необходимых для текущей последовательности команд программы, служебной информации используемой для управления вычислительным процессом. Такие СОЗУ выполняют на ИС разной степени интеграции. Имеют меньшую емкость, чем ОЗУ.
Оперативная память (ОП) — совокупность ОЗУ, объединенных в одну систему, управляемую процессором. Для обеспечения приспосабливаемости ЭВМ к конкретным потребностям пользователей применяют принцип блочного построения ОП, Так, например, на основе блоков ОЗУ емкостью 128 и 256 Кслов можно построить ОП любой емкости. ОП заданной емкости, составленная из нескольких блоков ОЗУ, называется многоблочной ОП.
В функциональном отношении многоблочная ОП рассматривается как одно ОЗУ с емкостью, равной сумме емкостей блоков, и быстродействием, примерно равным быстродействию отдельного блока. Адрес ячеек такой ОП содержит адрес блока и адрес ячейки памяти в заданном блоке ОЗУ.
Устройства, подключенные к ОП, обращаются к ней независимо друг от друга. Принцип обслуживания запросов к ОП — приоритетный. Устройствам присваиваются приоритеты: низший — центральному процессору, более высший — ВЗУ. ОП обслуживает очередной запрос с наивысшим приоритетом, а все остальные запросы от других устройств ожидают момента окончания обслуживания. Такой принцип обслуживания объясняется тем, что ВЗУ не могут, долго ждать, так как большое время ожидания приводит к потере информации, записываемой или считываемой с непрерывно движущегося носителя. ОП, ресурсы которой распределяются между несколькими потребителями, называют 0/7 с многоканальным доступом.
Многоблочная 0/7, в которой допускается совместное выполнение нескольких обращений к разным блокам ОЗУ, называется ОП с расслоением обращений. В такой ОП блоки ОЗУ функционируют параллельно во времени, что возможно, если последующие обращения к 077 адресованы к блокам, не занятым обслуживанием предшествующих запросов.
Степень расслоения обращений характеризуется коэффициентом расслоения, равным среднему числу обращений к ОП, которые могут быть приняты на обслуживание одновременно. Чем выше коэффициент расслоения, тем выше производительность ОП. Коэффициент расслоения 2—•. 8-блочной ОП универсальных ЭВМ лежит в пределах (1,3— 4,2) и (3—4) соответственно.