Поняття про мікроопераціях та вбудоване

Для пояснення логіки функціонування ВМ її доцільно представити у вигляді сукупності вузлів, пов'язаних між собою комунікаційною мережею (рис.29.). Процес функціонування обчислювальної машини складається з послідовно-ності пересилань інформації між її вузлами і елементарних дій, які виконуються в вузлах. Поняття вузла тут трактується дуже широко: від регістру До АЛУ або основної пам'яті. Також широко слід розуміти і термін «елементів-тарне дію». Це може бути установка регістра в деякий стан або виконання операції в АЛУ. Будь-яке елементарне дію виробляється при надходженні відповідного сигналу управління (СУ) з мікропрограмного автомата пристрою управління. Можлива частота формування сигналів на

Мал. 29. Обчислювальна машина з позицій микроопераций і сигналів управління

виході автомата визначається синхронізуючими імпульсами, які надходять від генератора тактових імпульсів (ГТВ). Елементарні пересилання або перетворень-тання інформації, що виконуються протягом одного такту сигналів Сінхронізуется-ції, називаються мікрооперацій. Протягом одного такту можуть одночасно виконуватися кілька мікрооперацій. Сукупність сигналів управління, ви-викликають микрооперации, що виконуються в одному такті, називають мікрокоман-дою. Щодо складні дії, здійснювані обчислювальною машиною в процесі її роботи, реалізуються як послідовність мікрооперацій і мо-гут бути задані послідовністю мікрокоманд, званої мікропрограм-мій. Реалізує микропрограмму, тобто виробляє керуючі сигнали, за-даються її мікрокомандами, мікропрограмний автомат (МГТА).

Способи запису мікропрограм

Для запису мікропрограм в компактній формі використовуються граф-схеми алго-ритмів і мови микропрограммирования.

Граф-схема алгоритму (ДСА) має вигляд орієнтованого графа. При побудові графа оперують п'ятьма типами вершин (рис. 30).

Початкова вершина (див. Рис. 30, а) визначає початок прошивки і не має входів. Кінцева вершина (див. Рис.30, б) вказує кінець прошивки, тому

Рис.30. Різновиди вершин граф-схеми алгоритму: а - початкова; 6 - кінцева; в - операційна; г - умовна; д - чекає

має тільки вхід. В операційну вершину (див. Рис.30, в) вписують мік-роопераціі, що виконуються протягом одного машинного такту. З вершиною связа-ни один вхід і один вихід. Умовна вершина (див. Рис.30, г) використовується для розгалуження обчислювального процесу. Вона має один вхід і два виходи, відпо-ціалу позитивному ( «Так») і негативному ( «Ні») наслідків перевірки умо-вія, записаного в вершині. За допомогою чекає вершини (див. Рис.30, д) можна описувати очікування в роботі пристроїв. У цьому випадку вихід «Так» відповідає зняттю причини, що викликала очікування.

Граф-схеми алгоритмів складаються у відповідності з наступними прави-лами:

1. ДСА повинна містити одну початкову, одну кінцеву і кінцеве безліч операційних і умовних вершин.

2. Кожен вихід вершини ГСА з'єднується тільки з одним входом.

3. Входи і виходи різних вершин з'єднуються дугами, спрямованими від виходу до входу.

4. Для будь-якої вершини ГСА існує, принаймні, один шлях з цієї вершини до кінцевої вершини, проходить через операційні і умовні вершини в напрямку з'єднують їх дуг.

5. У кожної операторної вершині записуються мікрооперації у, відповідними-ющие однієї мікрокоманді Y.

6. У кожній умовній вершині записується один з елементів безлічі логи-чеських умов х.

7. Початковою вершині ставиться у відповідність фіктивний оператор уа, а конеч-ний - фіктивний оператор yk. На рис.31. показаний приклад прошивки, записаної на мові ДСА.

Мал. 31. Приклад граф-схеми прошивки

1. Принципи побудови сучасних ЕОМ. Мультипрограмні режими

Децентралізація управління і структури ЕОМ дозволила перейти до більш складним багатопрограмних (мультипрограмним) режимам. При цьому в ЕОМ одночасно може оброблятися декілька програм користувачів.

У ЕОМ, що мають один процесор, багатопрограмна обробка є здавалося б. Вона передбачає паралельну роботу окремих пристроїв, задіяних в обчисленнях по різних завдань користувачів. Наприклад, комп'ютер може виробляти роздруківку будь-яких документів і приймати повідомлення, що надходять по каналах зв'язку. Процесор при цьому може проводити обробку даних по третій програмі, а користувач - вводити дані або програму для нового завдання, слухати музику і т.п.

У ЕОМ або обчислювальних системах, що мають кілька процесорів обробки, багатопрограмна робота може бути більш глибокою. Автоматичне управління обчисленнями передбачає ускладнення структури за рахунок включення до її складу систем і бло-ков, які поділяють різні обчислювальні процеси один від одного, що виключають можливість виникнення взаємних перешкод і помилок (системи переривань і пріоритетів, захисту пам'яті). Самостійного значення в обчисленнях вони не мають, але є-ються необхідним елементом структури для забезпечення цих обчислень.

2. Реалізація микроопераций і мікропрограм. мови микропрограммирования

Для детального завдання мікропрограм використовують мови микропрограммирования. Мови микропрограммирования (ЯМП) забезпечують опис функціонування ВМ в термінах мікрооперацій.

Якщо кошти мови орієнтовані на запис прошивки без прив'язки до конкретних структурам для реалізації цієї прошивки, то такий ЯМП називають мовою, функціонального микропрограммирования, а відповідні прошивки - функціональними мікропрограмами. Функціональна мікропрограма використовується як вихідна форма для опису функціонування ВМ.

У разі коли кошти мови націлені на опис мікропрограм, прив'язаних до конкретної реалізує їх структурі, ЯМП називають мовою струк-турне-функціонального микропрограммирования.

1. Принципи побудови сучасних ЕОМ. Перспективи розвитку структур ЕОМ