книги из ГПНТБ / Семененко В.А. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах учеб. пособие для студентов всех специальностей

держи'іиым РМ2, что, в свою очередь, вызывает возбуждение шины п управляющей матрицы УМ и матрицы 'последова­ тельности МП. С управляющей матрицы считывается серия управляющих импульсов микро-инструкций адреса п. Матри­ ца последовательности порождает адрес п' последующих микроинструкций. Таким образом, к моменту появления на входе дешифратора очередного четного импульса ГИ на ре­ гистре РМ2 уже будет установлено новое значение кода, что приводит к возбуждению иной, чем в предыдущем такте горизонтальной шины матриц. На выходе матрицы. УМ по­ является новая серия микроинструкций, а на выходе матри­ цы М П—^очередной адрес, посылаемый в регистр РМі. -

В таблице 18 приведен пример выработки микроинструк­ ций для выполнения машинных операций сложения, вычита­ ния и деления в мини-ЭВМ.

П р и и е ч а и и е: здесь С — сложение, В — вычитание, Д — деление,

170

на «1», В РМі заносится следующий адрес 8, который управ­

Пусть, например, выполняется операция вычитания с ко­ дом машинной операции В. Она осуществляет передачу в регистр арифметического устройства (Рау) , содержимого текущей инструкции, устанавливая триггер Тр (рис. 3—29) в состояние «1». Она же вызывает следующий*адрес 12, по ко­ торому происходит образование обратного кода числа Во6р и переход к микроадресу 13. Последний вырабатывает сиг­ нал сложения тс и переход на начало микропрограммы.

При создании последней серии микроинструкций, необхо­ димых для выполнения данной команды, код на выходах МП не возникает, и в РМі вводится код операции следующей команды.

При выполнении инструкций типа деления, умножения и др., где необходимо изменять порядок выработки управляю­ щих импульсов в ходе выполнения одной и той же команды, используется триггер условий Ту, переключающий входные цепи матрицы. При выполнении деления микроадрес 3 осу­ ществляет пересылку адреса в счетчик циклов СЦ и вызов следующего микроадреса 9, который создает первый отсчет ОД; следующая строка 10 управляет сдвигом на 1 двоичный разряд вправо СдпР, производит отсчет счетчика циклов и вызывает строку 11, которая переводит к выполнению мик­ роадреса 10, если содержимое, счетчика циклов положительно ( С Ц о = 0) и-к микроадресу 0, если содержимое счетчика циклов отрицательно (СЦо='1). СЦо играет в этом случае роль условного перехода, поэтому микроинструкция 11 назы­ вается условной микроинструкцией.

ГЛАВА V

У С ТРО Й С ТВ А В В О Д А — В Ы В О Д А

Прежде чем ввести информацию в ЦВМ, ее необходимо представить в виде, понятном машине. Для этого информация ванооится с помощью специальных устройств на носители — перфокарты, перфоленты и др. Эти устройства называются устройствами подготовки информации. Сюда относятся устройства набивки, контрольники (для контроля правильно­ сти набивки), дубляторы (для получения нескольких экзем­ пляров копий носителей) и др.

171

§5—1. Типы вводных — выводных устройств

Кустройствам ввода'относятся:

а) устройства ввода с перфокарт и перфолент; скорость ввода— >1000 карт в минуту при вводе с перфо­

карт и 1000 строк в секунду при вводе перфоленты; ■б) устройства ввода с печатающих машинок и телетай­

пов; скорость ввода — 10 знаков в секунду;

в) устройства ввода с мест предварительного накопления информации. Устройствами предварительного накопления мо­ гут быть магнитные барабаны, диски и ленты, а также малые ЭВМ с их внешней памятью. Скорость ввода — десятки и сотни тысяч бит в секунду;

іг) специальные устройства ввода. Сюда относятся устрой­ ства ввода данных с датчиков, считывающие устройства с голоса, текста, с экрана электронно-лучевой трубки и т. п.

К устройствам вывода относятся:

а) устройства вывода на широкую печать. Скорость вы­

Ввод—'вывод информаций в ЦВМ организуется через каналы (рис. 3—1,6). Имеется 2 типа каналов: селекторный и мультиплексный.

Селекторный канал позволяет передавать и принимать

селекторный канал, определяется возможностями машины. Большая ЭВМ имеет, как правило, несколько селекторных каналов. Передача данных по селекторному каналу 'происхо­ дит с большой скоростью—до нескольких сот тысяч бит в секунду. К селекторному каналу подсоединяются магнитные ленты, барабаны, диски, другие ЭВМ, быстродействующие устройства ввода с перфокарт, перфолент и устройства вы­ вода на широкую печать.

172

Р А З Д Е Л Ч Е Т В Е Р Т Ы Й

ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

ГЛАВА I

♦

КОМАНДЫ ЦИФРОВЫХ МАШИН

§ 1—1Г Основные понятия

\

■Программа 'представляет собой последовательность команд, каждая из которых обеспечивает выполнение опре­ деленной операции (арифметической, логической и т. д.) в машине. Набор всех команд конкретной цифровой вычисли­ тельной машины образует систему команд этой машины.

Решение задачи на ЦВМ сводится к выполнению различ­ ных элементарных операций в заданном порядке. Пусть, например, нужно разделить два числа А и В и сохранить частное С. Выполнение этой и всякой другой элементарной операции производится под воздействием команды, которая в данном случае может быть сформулирована следующим образоім: разделить число А, находящееся в некоторой ячей­ ке МОЗУ ссі, на число В из ячейки МОЗУ а2 и результат деления (частное) С поместить в ячейку МОЗУ р.

Эта команда записывается так:

Машины, в которых команды выполняются последова­ тельно (т. е. после выполнения N-ой команды выполняется N + 1 команда и т. д.), называются машинами с последова­ тельным, или естественным порядком выполнения команд. Исключение здесь еоставлят так называемые команды пере­ дачи управления, которые могут передавать управление не следующей, а любой другой команде (в том числе и следую­ щей) .

В машинах с принудительным порядком выполнения ко­ манд указывается номер (адрес) ячейки, хранящей ту

J74

Трехадресная команда содержит код операции и три адреса:

А1 — адрес первого числа; А2 — адрес второго числа;

A3 — адрес ячейки, в которую отсылается результат вы­ полнения операции и запоминается в одной из ячеек памяти.

45-разрядная сетка электронной вычислительной машины на рис. 4—1 содержит:

При записи в ячейку 12378 нового кода старое содержи­ мое этой ячейки стирается.

В двоичной записи эта команда выглядит таю

§ 1—2. Системы команд ЦВМ

Под системой команд ЭВМ понимают общее число раз­ личных команд, которое может выполнять машина. Число команд ЦВМ определяется количеством разрядов кода опе­ раций. Если число разрядов КОП равно 6 (рис. 4—1), то система команд такой ЦВМ содержит 26 = 64 команды.

Рассмотрим наиболее употребительные команды системы команд условной 3-адресной мащины.

176

Все операции, которые выполняет цифровая вычислитель­ ная машина, можно разделить «а 4 группы:

1. Операции над числами.

2. Операции над кодами (числами и командами).

3.Операции управления.

4.Операции обмена информацией между оперативной (внутренней) и внешней памятью.

1.К операциям над числами (арифметическим операциям)

относятся сложение, вычитание, умножение, деление, извле­ чение квадратного корня и др. Они являются основными операциями для воякой электронной вычислительной машины.

Введем обозначения:

а— номер ячейки (адрес),

(а)— содержимое ячейки с номером а.

Сложение чисел

- + ®і “ 2 Р

(аі) + (а2) -> р, что означает: содержимое ячейки с номе­ ром си нужно сложить с содержимым ячейки с номером а-2 и результат (сумму) отослать в ячейку с номером р.

Пусть

(си) =35;

Ы= 3.

Тогда в результате выполнения этой команды (р) =38 .

( а ,) : (0С2) — р

Извлечение квадратного корня

K W — -р

2. К операциям над кодами относятся логические опера ции, операции сдвига, специальные операции над кодами.

Логические операции — это операции сравнения на равен­ ство, сравнения на .равенство с остановом, логического сложе­ ния и логического умножения. Все эти операции выполняются поразрядно над всеми разрядами.

Сравнение на равенство

Если (аі) =1 (d2), то в машине вырабатывается управляю­ щий признак £0 = 1; если (аі) Ф (аг), то со = 0. Команда условного перехода (УП), которая следует за командой срав­ нения на равенство, в зависимости от того, равен ли со «1» или «0», разветвляет вычислительный процесс по одному из следующих направлений:

1) машина переходит к выполнению следующей по номе­ ру команды;

2) машина переходит к выполнению команды программы с номером, который задается в адресе втором А2 команды условного перехода.

Логическое умножение

ЫА (а2) — Р

Дозначает конъюнкцию по всем г-разрядам.

178

(си) V(a2) -> р

V — означает дизъюнкцию по всем /-разрядам.

Пример 1. Сравнить числа КШО и 11010 на равенство.

+ ср «1 я2 Р