Операционное устройство

1 Днткин В. А., Прудников А. П. Интегральные преобразования и операционное исчисление, СМБ.— М.: Физматгиз, 1961.

Операционное исчисление базируется на специальном интегральном преобразовании функций вещественной переменной, позволяющем заменить интегральные операции над этими функциями алгебраическими операциями над их интегральными преобразованиями.

7. Диткин В. А., Прудников А. Т. Интегральные преобразования и операционное исчисление. Госиздат, 1961.

12. Ко нто р о в и ч М. И. Операционное исчисление и нестационарные явления в электрических цепях. Гостехиздат, 1955.

14. Л у р ь е А. И. Операционное исчисление и его приложения к задачам механики. Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1950.

17. Конторович М. И. Операционное исчисление и процессы в электрических цепях. М., «Наука», 1964.

В настоящее время формально-операционное исчисление Хевисай-да полностью вытеснено более общим и строгим методом—преобразованием Лапласа, нашедшим широкое применение в технике.

В настоящее время формально-операционное исчисление Хевисайда полностью вытеснено более общим и строгим методом — преобразованием Лапласа, нашедшим широкое применение в технике.

Теория электрических цепей на всем протяжении своего развития смелее других инженерных наук привлекала новые области математики для своих целей: операционное исчисление, теорию функций комплексного переменного, матричный анализ. Методы, разработанные в теории цепей, затем находили широкое применение в механике, акустике, теории автоматического регулирования и других технических дисциплинах.

15. К о и т о р о в и ч М. И. Операционное исчисление и процессы в электрических цепях. «Наука», 1964.

5. Конторович М И Операционное исчисление и процессы в электрических цепях. М., «Сов. радио», 1975.

Пусть операционное устройство должно вычислять некоторую функцию Ф от входных данных (выполнять некоторую операцию над входными данными). Можно функцию Ф представить в виде последовательности более простых подфункций

На 10.6 представлена структурная схема МП K18JO, в которой имеются относительно автономные устройства: а) устройство сопряжения с шиной (УСШ), обеспечивающее опережающую выборку команд и формирование очереди выбранных байт последовательности команд в специальной регистровой памяти (емкость 6 байт), а также формирование физического адреса памяти, чтение операндов из памяти или регистров ввода-вывода и запись результата операции в память или регистры ввода-вывода; б) операционное устройство (ОУ), извлекающее команды из очереди и реализующее предписанные командами операции в 16-разрядном АЛУ.

Операционное устройство включает в себя блок 16-разрядных общих регистров, содержащий четыре регистра данных: аккумулятор АХ, базовый регистр ВХ, «счетчик» СХ и «данные» DX, регистры — указатели стека SP и базы ВР и индексные регистры операнда SJ и результата D1, а также АЛУ и 16-разрядный регистр признаков (флажков) F.

Принципиальное отличие потоковых машин состоит в том, Шда, ШттьлЯй Vft % т-ръдал следования команд в тексте программы, а по мере готовности их операндов. Как только будут вычислены операнды команды, она может захватывать свободное операционное устройство и выполнять предпи-

15.19. Структура команды (а) и упрощенная структура процессора с управлением потоком данных (б): ОУ — операционное устройство

Возникает вопрос, как данные и соответствующие команды находят друг друга? Для ответа на него обратимся к 15.19, поясняющему идею процессора, управляемого потоком данных [31, 34]. «Потоковая программа» размещается в массиве ячеек команд. Команда наряду с кодом операции содержит поля, куда заносятся готовые операнды, и поле, содержащее адреса команд, в которые должен быть направлен в качестве операнда результат операции. Кроме того, каждой команде поставлен в соответствие двухразрядный тег (располагаемый в управляющем устройстве), разряды которого устанавлинаются в 1 при занесении в тело команды соответствующих операндов. В состоянии тега 11 (оба операнда готовы) инициируется запрос \ ^W^WuWfftiMy коммутатору на передачу готовой команды: в соответствующее коду операции (и тегу операнда, определяющему тип данных) операционное устройство. Результат выполнения команды над ее непосредственно адресуемыми операнда-

Операционное устройство (ОУ) — устройство, в котором выполняются операции. Оно включает в себя в качестве узлов регистры, сумматор, каналы передачи информации, мультиплексоры для коммутации каналов, шифраторы, дешифраторы и т. д. Управляющее устройство координирует действия узлов операционного устройства; оно вырабатывает в определенной временной последовательности управляющие сигналы, под действием которых в узлах операционного устройства выполняются требуемые действия.

До сих пор речь шла о построении управляющих устройств процессоров. Теперь рассмотрим условия для широкого использования БИС при построении операционных устройств процессоров. Можно пос/роить операционное устройство с таким набором узлов и такой схемой их соединения, которые обеспечивают решение разнообразных задач. Задача, решаемая таким универсальным операционным устройством определяется тем, какая микропрограмма хранится в управляющем устройстве. Таким образом, независимо от решаемой задачи может быть использовано одно и то же операционное устройство. Благодаря тому, что потребность в таких устройствах окажется высокой, они могут быть построены с использованием БИС.

Следует однако иметь в виду, что наивысшее быстродействие достигается в процессорах, в которых управляющее устройство строится с использованием принципа схемной логики, а операционное устройство выполняется в виде устройства, специализированного для решения конкретной задачи.

Управляющие сигналы г/, ... у„ на выходе управляющего устройства в каждом тактовом периоде имеют уровни логического 0 и логической 1. Таким образом, каждой микрокоманде на выходе УУ соответствует некоторая кодовая комбинация. Такие кодовые комбинации, называемые кодовыми комбинациями микрокоманд (или просто микрокомандами), можно хранить в управляющей памяти. Последовательность микрокоманд, предназначенную для выполнения некоторой операции, называют микропрограммой. При этом выполнение операции сводится к выборке из управляющей памяти последовательно микрокоманд микропрограммы и выдаче с их помощью управляющих сигналов У! ... упв операционное устройство.

Управляющая память А rN Операционное * устройство