Информатика и выч. техника \ Вычислительные машины, системы и сети

Логические элементы. Карты Карно. Триггеры. Регистры. Счетчики. Запоминающие устройства ЭВМ, страница 5

КС не имеет памяти при этом анализирует состояние служебных разрядов и выставляет в соответствующие положения определенные разряды регистра признака, по состоянию которого ПС выдает соответствующие сигналы, по которым без считывания информации можно судить о состоянии ЗМ.

СОЗУ с ассоциативной адресацией

Адрес ячейки памяти, в которой хранится исходная информация поступает на СхСР (схемы сравнения) и РгА (регистр адреса).

Адрес ячейки памяти является ассоциативным признаком в том случае если в каком либо регистре найдено искомое слово, и схема сравнения вырабатывает сигналы λ_i=1. В этом случае происходит либо запись либо считывание информации из соответствующего информационно регистра.

При каждом РгИ (регистре информации) существует РгА и СхСР.

БР СОЗУ – блок разгрузки СОЗУ, он анализирует к какому регистру больше всего не велось обращение, и позволяет очищать соответствующий регистр информации, и соответственно регистр адреса.

Вопросы для самопроверки

1 Виды запоминающих устройств ЭВМ.

2 Виды сверхзапоминащих устройств ЭВМ.

3 Типы адресации

4 Масочные ЗУ.

5 Ассоциативные ЗУ.

ЛЕКЦИЯ № 6

АЛУ

Цель. Изучить работу и принципы построения арифметио-логических устройств.

Задачи:

1. Изучить основные характеристик и типы операций, выполняемые в АЛУ

2. Изучить виды АЛУ.

3. Изучить способы умножения чисел в АЛУ.

АЛУ характеризуются следующими параметрами:

ü Разрядность – количество информации которое может одновременно обрабатываться в АЛУ. Разрядность АЛУ равна разрядности процессора либо кратна ей.

ü Набор операций:

- Операции двоичной арифметики над числами с ф.з.

- Операции двоичной арифметики над числами с п.з.

- Операции индексной арифметики. Выполняются для формирования адресов команд.

- Операции текстовой обработки информации.

- Логические операции.

ü Последовательность обработки данных:

- АЛУ с последовательной обработкой данных.

- Аллу с параллельной обработкой дынных.

ü По наличию элементов памяти:

- Комбинационные

- Накапливающие

Функциональная схема комбинационного АЛУ магистрального типа

В данном АЛУ можно четко выделить три основные точки. Две точки подключения к шине данных и одна точка подключения к выходной шине.

РезШУ – результат шины Y

Оп 1, оп 2 – операнд 1, операнд 2

АЛУ содержит:

ПС – преобразователь сигнала (преобразует прямой код в обратный)

Д – дизъюнктор

К – конъюнктур

М2 – схема сложения по модулю два

Для реализации операции вычитания в СМ (сумматоре) оп1 принимает инверсное значение, сам СМ служит для сложения или вычитания оп1 и оп2

СФР – схема формирования результата

На основании входных сигналов схема формирует результат обработки оп1 и ип2, и выдает результат Мишина вывода.

СФПР – схема формирования признака результата. Формирует банарный код по которому можно судить о признаке результата обработки данных (четыре признака: >0, <0, =0, переполнение разрядной сетки).

Недостаток данного АЛУ: поскольку данная схема не содержит элементов памяти, в нем не производятся длинные операции (*, и /)

АЛУ накапливающего типа

Рассмотрим структурную схему оп1 и оп2 подаются последовательно и запоминаются в аккумуляторе (АК), затем данные операнды поступают в блок логических операций (БЛОП), где производится сложение и вычитание данных операндов. Затем результат поступает в буферный регистр (БР) либо обратно в АК. После обработки информации результат поступает на выходную шину.

В данных АЛУ могут выполняться операции * и /, т.к. буферный регистр является ячейкой памяти. АК в данной схеме служит для хранения сомножителя или делителя.

Функциональная схема АЛУ для сложения чисел с ф.з.

z₀ – знаковый разряд. Если z₀=0, то результат положительный, если z₀=1, результат отрицательный.

р₀ – знак переноса. Наличие переноса из знакового разряда.

z₀…z_n_-1 – значение знаковых разрядов.

Под влиянием ОС1 происходит запись 1-го операнда в РгА (регистр А).

Под действием ОС2 происходит запись 2-го операнда в Рг1 (буферный регистр 1). В этом случае если осуществляется операция сложения, то вырабатывается УС3 и операнд 2 поступает в РгВ (регистр В) в прямом коде, т.е. является слагаемым. Если реализуется операция вычитания, то операнд 2 поступает в РгВ в обратном коде под действием УС4.

После сложения или вычитания двух операндов в СМ (сумматоре) под действием УС5 СФПР вырабатывает сигналы α₀ или α₁:

Если α₀=0, α₁=0 – результат равен 0-ю.

Если α₀=0, α₁=1 – результат отрицательный.

Если α₀=1, α₁=0 – результат положительный.

Если α₀=1, α₁=1 – переполнение разрядной сетки, и в этом случае по действием сигнала УС6 происходит запись результата в РгΣ (регистр суммы). Далее под действием УС7 разрешается передача сигнала на выходную шину.

Формула для определения признака положительного числа в СФПР: