Занятие №4 (ВчУ) (Раздаточные материалы)
Описание файла
Файл "Занятие №4 (ВчУ)" внутри архива находится в следующих папках: Раздаточные материалы, ВТП. Документ из архива "Раздаточные материалы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "военная кафедра" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "военная кафедра" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Занятие №4 (ВчУ)"
Текст из документа "Занятие №4 (ВчУ)"
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО СВ.
1. Назначение, состав и технические характеристики ВчУ.
ВчУ является основным операционным устройством СВ и предназначено для:
-
арифметической и логической обработки числовой информации, поступающей из ЗУ, под управлением команд;
-
организации приоритетного прерывания выполняемой программы под воздействием заявок от внешних и внутренних абонентов;
-
инициации работы устройства обмена СВ с помощью разовых команд.
Большинство операций в ВчУ выполняются над 18-ти разрядными числами, а обмен организуется 36-ти разрядными числами.
Минимальная единица обрабатываемой информации - 1 байт (8 разрядов инф. + 1к.р.).
Контроль команд и чисел - побайтовый на нечетность.
Формат чисел — 4 байта
Формат команды — 36 разрядов (32 инф.+4 конт.)
Максимальное быстродействие 200 тыс. операций в секунду.
Конфигурирование информации осуществляется по полусловам и байтам с точностью до байта.
ВчУ конструктивно состоит из двух блоков:
-
двухъярусный блок ВчУ1;
-
одноярусный блок ВчУ2;
Объединение их в единое устройство осуществляется с помощью кабелей, смонтированных в шкафу «П» («процессоров»). Каждый из блоков содержит типовые элементы замены (ТЭЗы). Всего — 66.
2. Форматы команд и чисел ВчУ.
ВчУ представляет собой одноадресную вычислительную машину с 16-тью 36-ти разрядными или 32-мя 18-ти разрядными оперативными регистрами (ОР).
В процессе обработки информации в каждой операции участвуют два операнда: первый — находится в одном из оперативных регистров (ОР), а второй — выбирается из ЗУ (ДЗУ, ПЗУ, ОЗУ или ОР) по второму исполнительному адресу (А2).
2.1. Формат информационного слова.
Формат информационного слова, хранящегося в ЗУ, имеет вид: (рис.1)
Разряды | ||||
0 15 | 16 31 | 32 33 34 35 | ||
Ст. полуслово | Мл. полуслово | Контрольные разряды | ||
0 7 | 8 15 | 16 23 | 24 31 | К0 К1 К2 К3 |
0 Байт | 1 Байт | 2 Байт | 3 Байт | К Р |
Рис.1. Формат информационного слова ЗУ.
32-разрядное слово разбито на два полуслова: старшее полуслово (0-15 разряды) и младшее полуслово (16-31 разряды). В свою очередь каждое полуслово состоит из двух байтов (старший и младший), каждому байту соответствует контрольный разряд:
0-му байту - К0 (32р)
1-му байту - К1 (33р)
2-му байту - К2 (34р)
3-му байту - К3 (35р)
2.2. Форматы команд.
В зависимости от типа выполняемой операции, все команды могут быть разбиты на 5 форматов. Длина команды фиксированная для всех форматов и равна 36 разрядам (32 инф. + 4 контрольных).
Форматы команд ВчУ имеют вид, показанный на рис.2.
Разряды | ||||
0 4 | 5 7 | 8 10 | 11 15 | 16 31 |
КОП | КФЧ | И | А1 | А2 |
а) общий формат
Разряды | |||||
0 4 | 5 | 6 | 7 10 | 11 15 | 16 31 |
КОП | Пр1 | Пр2 | Np | А1 | А2 |
б) условная передача по одноразрядному признаку управления
Разряды | ||||||
0 4 | 5 7 | 8 10 | 11 | 12 | 13 15 | 16 31 |
КОП | КФЧ | И | Пр | БОЗУК | БДЗУК | А2 |
в) передача управления по адресу
Разряды | |||||
0 4 | 5 7 | 8 10 | 11 | 12 15 | 16 31 |
КОП | КФЧ | И | Пр | А2 |
г) передача управления по ячейке
Разряды | ||
0 4 | 5 15 | 16 31 |
КОП | А1 | А2 |
д) экстракод
Рис.2. Форматы команд ВчУ.
Обозначения:
КОП — код операции (0…4 разряды);
КФЧ — код конфигурации числа;
И — признак индексации;
А1 — первый адрес команды;
А2 — второй адрес команды;
БДЗУК — приращение базы ДЗУ команд;
БОЗУК — приращение базы ОЗУ команд;
Пр1, Пр2 — признаки передачи управления по коду «0» или «1»;
Пр — признак условного перехода;
Np — номер сравниваемого разряда в команде условного перехода.
КОП — определяет действия ВчУ в течении определенного промежутка времени с соответствующей комбинацией устройств, блоков, элементов, участвующих в выполнении заданной операции.
КФЧ (3-х разрядный) — определяет вид конфигурации числовой информации при выполнении арифметических и логических операций.
И (3-х разрядный) — введен в формат большинства команд для изменения адреса второго операнда при организации ветвлений в программе и вычислений. Физически признак «И» определяет номер одного из 7-и 18 разрядных ОР, получивших название индексных регистров.
Первый адрес команды А1-пятиразрядный по нему происходит обращение только к оперативным регистрам. В ВчУ 16 оперативных 36 разрядных регистров. В 11-14 разрядах указывается номер регистра, в 15 разряде — номер полуслова. Четный адрес указывает на обращение к старшему полуслову, нечетный - на младшее полуслово.
Второй адрес команды А2 - 16 разрядный и по нему происходит обращение как к ОР, так и к ЗУ. При обращении к ОР адрес находится в 27-31 разрядах,
в остальных разрядах — нули.
При наличии "1" в 16 разряде А2 идет обращение к ДЗУ или ПЗУ, при наличии "0" — к ОЗУ или УК.
В 31 разряде А2 указывается номер полуслова, к которому идет обращение. Если 31-й разряд равен 0, то обращение будет к старшему полуслову, в противном случае — к младшему полуслову.
Для команд пересылки информации адресация может осуществляться не к полусловам, а к полным словам. В этом случае значения 15-го и 31-го разрядов адреса могут быть произвольными.
2.3. Формирование исполнительных адресов.
Исполнительный адрес состоит из двух составляющих: адреса модуля и адреса в модуле ЗУ. Адрес модуля всегда 4-х разрядный. Адрес в модуле при обращении к ДЗУ 14-разрядный, при обращении к ОЗУ — 12-ти разрядный. Адрес модуля зависит от типа обращения (обращение за командой или за числом), места нахождения команды или числа (ОЗУ или ДЗУ) и формируется из приращений баз ДЗУ команд (БДЗУК), ДЗУ чисел (БДЗУЧ), ОЗУ команд (БДЗУК), ОЗУ чисел (БОЗУК) и 16,17,18, разрядов А2.
Адрес модуля и адрес в модуле включают разряды, указанные в таблице 1.
Таблица 1
Распределение разрядов полного адреса
Тип обращения к ЗУ и место нахождения команды | Адрес модуля | Адрес в модуле | |
Разряды ССП | Разряды А2 | Разряды А2 | |
Обращение за командой, находящейся в ДЗУ | 13-15 | 16 | 17-30 |
Обращение за числом находящимся в ДЗУ | 9-11 | 16 | 17-30 |
Обращение за командой, находящейся в ОЗУ | 12 | 16-18 | 19-30 |
Обращение за числом находящимся в ОЗУ | 8 | 16-18 | 19-30 |
Обозначения:
А2 — второй исполнительный адрес;
ССП — регистр слово состояния процессора.
Порядок формирования адреса модуля ЗУ показан на рис. 3.
В СВ приняты следующие номера модулей ЗУ, указанные в Табл. 2.
Таблица 2
Номера модулей ЗУ
0010 | Адрес первого модуля ОЗУ |
0100 | Адрес второго модуля ОЗУ |
0110 | Адрес третьего модуля ОЗУ |
1000 | Адрес четвертого модуля ОЗУ |
1010 | Адрес пятого модуля ОЗУ |
1100 | Адрес шестого модуля ОЗУ |
1110 | Адрес седьмого модуля ОЗУ |
0001 | Адрес нулевого модуля ДЗУ |
0011 | Адрес первого модуля ДЗУ |
0101 | Адрес второго модуля ДЗУ |
0111 | Адрес третьего модуля ДЗУ |
1001 | Адрес четвертого модуля ДЗУ |
1011 | Адрес пятого модуля ДЗУ |
1101 | Адрес шестого модуля ДЗУ |
1111 | Адрес седьмого модуля ДЗУ |
Исполнительный адрес обращения в ЗУ (A’2) формируется по следующей формуле:
А’2 = А2 + <И> + (<ИИЗА>·ПрИЗА), где
<И> — содержимое индексного регистра;
<ИИЗА> — содержимое индексного регистра ИЗА (любого из ОР);
ПрИЗА – признак изменения адреса, который устанавливается командой, предшествующей данной (либо командой ИЗА — изменение адреса следующей команды, либо командой ДШЗ — дешифрации заявки, либо командой ЗНПИ — запись номера процессора с установкой признака ИЗА).
Адрес А2, находящийся в ЗУ формируется следующим образом.
- При обращении за числом, находящимся в ОЗУ:
А2 = 8р(ССП) + 16,17,18р(ССП) + 19…30р(ССП)
адрес модуля ЗУ адрес ячейки в модуле
- При обращении за числом, находящимся в ДЗУ:
А2 = 9,10,11р(ССП) + 16р(ССП) + 17…30р(ССП)