книги из ГПНТБ / Караваев, Н. И. Электронные цифровые вычислительные машины и программирование учеб. пособие

- 150 -

ные для согласования работы всех устройств машины, а рабо­ той каждого отдельного устройства управляют местные блоки управления.

Электронные вычислительные машины бывают либо с постоян­ ным тактом работы, либо с переменным. На выполнение команд, содержащих различные арифметические и логические операции, требуется различное время, так как эти операции требуют про­ изводства разного количества элементарных машинных операций,

ккоторым относятся:

-пересылки иэ регистра в регистр;

-дешифрирование кодов операций, адресов чисел и ко­

манд;

-обращения к памяти машины с целью считывания или за­ писи информации;

-сдвиги информации в регистрах;

-установка устройств в "О" и др.

Если в машине на выполнение любой команды отводится за­ ранее рассчитанное, определенное время, то такая машина на­ зывается машиной с постоянным тактом. Обычно это время выби­ рается по команде, на выполне,ние которой требуется наиболь­ шее время. В такой машине часть времени при решении задачи тратится вхолостую, так как большинство команд требует для своего выполнения значительно меньше времени, чем та команда, по которой устанавливался такт.

Машина с переменным тактом - это машина, в которой выпол­ нение очередной команды начинается сразу же после получения

поэтому при всех прочих равных условиях машины с переменным тактом работы имеют большее быстродействие по сравнению с маижнами, имеющими постаяиный такт работы.

В процессе решения задачи устройство управления обеспе­ чивает:

- автоматический ввод программы и данных в оперативное запоминающее устройство;

-151 -

-выборку команд программы из ОЗУ;

-выполнение команд, включающее: выборку чисел из ОЗУ, производство операций, засылку промежуточных результатов вы­

числений в запоминающее устройство;

-выдачу результатов решения;

-возможность управления машиной со стороны операто­

ра.

Для облегчения отладочных работ, поиска и устранения неисправностей УУ обеспечивает работу машины в нескольких режимах.

Обычно бывает три режима:

-а вт ома тич еский;

-циклический /шаговый/;

-тактовый /одиночный/.

Автоматический режим работы является основным и приме­ няется для решения задач по отлаженным программам.

Циклический режим заключается в том, что машина останав­ ливается после выполнения каждой команды. Для выполнения оче­ редной команды необходимо нажимать кнопку "Пуск".

Тактовый режим заключается в том, что при нажатии на кнопку "Пуск" в устройствах машины выполняются только те эле­ ментарные машинные операции, которые управляются в данном так­ те, и машина останавливается.

Последние два режима работы используются для поиска не­ исправностей в машине и для отладки программ.

§5.2. СОСТАВ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ

Устройство управления ЭЦВМ обычно строится применительно к принятым для данной машины принципам программирования, струк­

туре команд и условиям эксплуатации. Поэтому устройство управ­ ления каждой машины имеет свои специфические особенности. В то же время устройства управления различных машин имеют много о б ­ щих черт, что позволяет представить некоторое обобщенное уст­ ройство управления в виде блок-схемы, изображенной на рис.5.1.

- 152

Рис. 5 . 1 . Блок-схема устройства управления

В состав устройства управления входят следующие основ­ ные блоки:

-счетчик команд;

-регистр команд;

- блок выработки тактовых импульсов;

-блок выработки управляющих импульсов;

-дешифратор кодов операций;

-блок управления вводом;

-блок управления выводом;

-пульт управления.

На блок-схеме показаны лишь основные блоки, которые встречаются в устройствах-управления различных машин, а так­ же некоторые связи между блоками самого УУ и другими умерайствамн машины.

Состав основных блоков устройства управления реальной ЭЦВМ показан на функциональной схеме УУ /рис. 5 . 2/ .

164 -

Распределитель синхронизирующих импульсов /РОИ/ выраба­ тывает в зависимости от кода опьрацим 2 6 , 4 2 и ли SKI управ­ ляющих импульса, которые по разным цепям и в различных ком­ бинациях подводятся к различным устройствам Ьцйи и управля­ ют их работой. Сн состоит из трех регистров и схемы управ­ ления регистрами. Необходимый по длительности цикл для каж­ дой операции организуется последовательной коммутацией ре­ гистров и закольцоокой их через схему управления. По реги­ страм продвигается единица в каждом такте из разряда в раз­ ряд.

Дешифратор кода операций /дшКО/ служит для расшифровки кода операции команды и подачк управляющих сигналов в соот­ ветствующие цепи устройств БцВК, участвующих в выполнении данной операции. На входы ДшКО параллельно иа ЗУ лодаются разряды команды, представляющие собой код операции.

В зависимости от кода операции на одном из его выходов появляется импульс.

Дешифратор кода признака модификации /Дш ПрМд/ служит для расшифровки кода признака модификации команды и подачи управляющих сигналов в соответствующие цепи схемы управле­ ния регистрами модификации.

Счетчик номера команд /СНК/ предназначен для задания последовательности выполнения команд, для изменения этой последовательности в ходе решения задачи по специальным ко­ мандам перехода. СНК осуществляет хранение, формирование очередного адреса команды и выдачу его в ЗУ. СНК состоит из схемы управления регистром, регистра, полусумматора/ \/2 См

и вентилей. Регистр предназначен для хранения и параллель­ ной выдачу в ЗУ номера команды. 1/2 См предназначен для изменения номера команды путем прибавления 1 к младшему раз­ ряду содержимого регистра СНК. Перепись содержимого регистра СНК, увеличенного на 1, при естественном порядке исполнения команд происходит через вентиль обратной связи Вн.5. При вы­ полнении команд перехода с запоминанием точки ухода содержи­ мое регистра СНК, увеличенное на 1 , через вентиль Вн.4 от­ правляется на хранение в блок модификации /Бл Мд/, а через

— 1 L>CJ —

Вн.9 в регистр СНК аасылается адресная часть команды перехо*. Да. '

Регистр адреса служит для приема, формирования, хране­ ния и выдачи адреса числа в ЗУ.

Блок модификации адреса команды /БлМд/ предназначен для хранения чисел, адресов; для изменения адресной части ко­ манды.

Всостав Бл Мд входят регистры модификации, схема управ­ ления регистрами модификации, вентили, сумматор модификации /СМ/' .

Регистры модификации предназначены для хранения чисел, адресов команд.

Взависимости от кода признака модификации схема управ­ ления регистрами модификации подает импульсы сдвига в какойто один из регистров.

Вентили Вн.1, 2,3 служат для приема чисел из ЗУ или из регистра СНК в регистры модификации.

Вентиль Вн.10 пропускает число из регистра модификации на См. Вентиль Вн.7 служит для перезаписи чисел в регистры модификации. См предназначен длл суммирования адресной час­ ти команды с числами, находящимися Б регистрах модификации.

Для сложения адресная часть команды из РгА 'Поступает на один вход См. На второй вход JM через Вн.10 поступает число из одного какого-то регистра модификации. Сумма с выхода См через Вн.12 поступает в РгА, через Вн.9 - в регистр СНК и

начен для осуществления ручного управления машиной и визу­ ального контроля ее работы. Для этого на пульте управления имеется ряд кнопок, клавиш, тумблеров, г также световое таб­ ло и устройство индикации.

-156 -

§5.3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТРОЙСТВОМ УПРАВЛЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ МАШИНЫ

лее характерных операций.

После подачи в машину напряжения г.лтания проводится про­ филактический контроль исправности и правильности работы ма­ шины. Убедившись в исправности машина, приступают к решению задач.

В процессе ввода программы и исходных данных с перфо­ ленты /перфокарты/ в запоминающее устройство производится контрольное суммирование всей вводимой информации. Образо­ вавшаяся контрольная сумма либо выдается на пульт управления, либо записывается в определенной ячейке памяти. Затем произ­ водится повторный ввод и контрольное суммирование этой же информации. Полученные контрольные суммы сравниваются между собой и, если они оказываются одинаковыми, то информация введена правильно. Если же контрольные суммы не совпадают, то ввод повторяется до тех пор, пока в двух последних вводах

не получатся одинаковые контрольные суммы. Сравнение контроль­ ных сумм производится машиной автоматически. Если после кон­ троля правильности ввода не предусмотрена передача управле­ ния первой команде программы решаемой задачи, то машина о с ­ танавливается.

Останов машины заключается в том, что сигнал операции "Останов" поступает только на элемент индикации осавнова, рас­ положенного на пульте управления, а блок выработки управляю­ щих импульсов на выборку очередной команды окажется не запу­ щенным, так как не будет выработан сигнал окончания операции.

Убедившись в правильности ввода программы и исходных дан­ ных, оператор приступает к решению задачи.

Работу УУ проследим по функциональной схеме устройства,

- 157 -

изображенного на рис. 5.2.

Для определенности рассмотрим работу машины по нижепри­ веденной программе, составленной в системе команд одноадрес­ ной цифровой вычислительной машины.

гистрами РСИ, подготавливая их для выполнения операции 0-) /пересылка числа из ячейки ЗУ на регистр модификации/.

Дш Пр Мд расшифровывает код признака модификации. На его выходе, соответствующем коду 1, появляется импульс, который поступает на схему управления РгМд и подготавли­ вает ее к управлению 1-ым регистром модификации.

Импульсом СИ-И запускается схема управления регистром СНК. Под воздействием управляющих импульсов с этой схемы содержимое регистра СНК /20100/ последовательным кодом младшими разрядами вперед посылается на 1/2 См. На второй вход 1/2 См подается импульс " + 1 " , который прибавляется к младшему разряду кода, поступающего из регистра СНК. С вы­

Произошла подготовка к выборке следующей команды программы. Управляющими импульсами из устройства местного управле­ ния вентили Вн.10 и Вн.7 сбрасываются /закрываются/. Число из 1 РгМд сдвигается и т . к . Вн.10 и Вн.7 закрыты не посту­

пает на СМ и не переписывается вновь в 1РгМд. Произошло стирание числа, хранившегося в 1РгМд. Одновременно адрес­ ная часть команды поступает на второй вход СМ и пройдя че­

цепь закольцовки поступает на вход 2-го регистра РОИ, кото­ рый запускается и вырабатывает гце 1ч синхронизирующих им­

вается на ДшКОП и на Дш Пр Мд. Под воздействием выходных им­ пульсов с этих дешифраторов местное устройство управления

таким номером нет, ни один из трех регистров модификации не выдает число, на второй вход См. Поэтому адресная часть ко­ манды /20300/ без изменения с выхода СМ снова переписывает­ ся в Ргд УУ.

Вблоке СНК,начиная с момента Сй-11,происходит формиро­ вание номера ячейки /20102/, в которой хран/тся сл^ющая команда.

Вмомент СИ-28 адресная часть команды/-.ОЗьо/ отправля­ ется в РгА ЗУ. Из ЯЧЕЙКИ ЗУ с этим номером считывается чис-