Cтраница 1
Универсальный программный автомат Глушкова, реализующий модель одного вычислителя, представляют собой БКВМ. В качестве БКВМ могут использоваться серийно выпускаемые отечественной промышленностью микроЭВМ или персональные ЭВМ. [1]
Для построения универсальных программных автоматов большое значение имеют еще три операции, а именно операции пересылки, ввода и вывода. [2]
Скорость работы универсальных программных автоматов измеряется обычно числом рабочих циклов, выполняемых автоматом в течение одной секунды. Часто различные рабочие циклы ( например, циклы, соответствующие командам сложения и умножения) имеют различную длительность, поэтому при определении быстродействия автомата прибегают к подсчету среднего числа циклов ( команд), выполняемых им в единицу времени. При этом в большинстве случаев не учитывают команд ввода, вывода и обмена информацией между ОЗУ и ВЗУ, предполагая, что машина ( автомат) работает все время с оперативным запоминающим устройством. [3]
Задача организации управления микрооперациями любого универсального программного автомата Q есть задача синтеза соответствующего автомата М, который мы будем называть микропрограммным блоком, или микропрограммным подавтоматом автомата Q. Синтез микропрограммного блока в общем случае осуществляется с помощью методов синтеза автоматов, развитых в предыду щих главах. [4]
Операции выполняемые в различных частях универсального программного автомата в течение одного элементарного такта, принято называть микрооперациями. Более сложные операции, выполняемые за несколько элементарных тактов, реализуются с помощью набора микроопераций, называемого микропрограммой данной операции. Микропрограмма операции суммирования в арифметических устройствах параллельных машин состоит обычно из двух микроопераций: микрооперации поразрядного сложения и микрооперации, с помощью которой реализуются возникшие в результате поразрядного сложения переносы из одних разрядов в другие. При этом предполагается, что одно из слагаемых было предварительно установлено на сумматоре, а другое - на одном из регистров АУ. [5]
Индекс-регистры входят в состав устройства управления универсального программного автомата и обладают тем свойством, что в процессе выполнения любой команды содержимое того или иного из них автоматически прибавляется к тем адресам команды, которые снабжены специальным признаком, соответствующим этому индекс-регистру. [6]
Вопрос о различных способах построения арифметических устройств универсальных программных автоматов является одним из наиболее разработанных вопросов теории таких автоматов. Настоящий параграф не преследует цели дать сколько-нибудь полное изложение полученных в этой области результатов или законченную классификацию различных типов арифметических устройств. Цель настоящего параграфа более скромная. Она заключается в том, чтобы на примере арифметического устройства какого-либо одного типа изложить некоторые общие принципы, позволяющие уяснить себе методы организации переработки информации в современных универсальных программных автоматах, предназначенных для реализации вычислительных алгоритмов. [7]
Переходя к описанию методов синтеза устройств управления универсальных программных автоматов, рассмотрим прежде всего одно важное устройство, входящее в качестве составной части почти во все существующие схемы УУ. Речь идет о так называемом импульсном счетчике. [8]
Кроме регистров команд и микроопераций, в универсальных программных автоматах с естественным порядком следования приказов ( см. § 1 данной главы) имеется еще один регистр, называемый счетчиком команд. При посылке импульса на специальный вход этого регистра происходит увеличение на единицу установленного в нем перед этим числового кода. Если счетчик команд был предварительно очищен, то он будет, очевидно, осуществлять счет приходящих на его вход импульсов. Отсюда и происходит само название этого регистра. Счетчик команд служит для хранения адресов команд. В процессе выполнения очередного приказа, отличного от приказа условного перехода, происходит увеличение содержимого счетчика команд на единицу и выборка нового приказа из ЗУ в соответствии с полученным таким образом адресом. [9]
В ряде случаев оказывается целесообразным относить среднее эффективное быстродействие универсального программного автомата на единицу оборудования, затраченного на его изготовление. [10]
С точностью до ограничений, вводимых фиксированным объемом памяти, универсальный программный автомат способен воспроизводить любой алгоритм при условии подходящего кодирования букв его входного и выходного алфавитов. [11]
В последней, седьмой главе излагается принцип программного управления и блочный синтез схем универсальных программных автоматов; дается понятие о микропрограммировании как в общем случае, так и применительно к схеме, предложенной Уилксом и Стринд - ж ером1), разбирается вопрос о синтезе некоторых специальных схем ( сумматоров, счетчиков, сдвиговых регистров), играющих значительную роль при синтезе схем универсальных программных автоматов. [12]
Каждый из указанных блоков имеет свое особое назначение и выполняет определенные функции в работе универсального программного автомата. Назначение устройства управления состоит в координации Действий всех остальных устройств автомата. В синхронных автоматах в состав устройства управления входит обычно тактирующий генератор, задающий ( с какой-либо постоянной частотой) моменты изменения состояний отдельных устройств автомата. Частота сигналов, выдаваемых этим генератором, называется рабочей частотой рассматриваемого универсального автомата. [13]
Программированием называется запись того или иного алгоритма в виде конечной последовательности приказов ( команд) универсального программного автомата. Такая последовательность называется программой работы данного автомата. Универсальность набора операций современных программных автоматов обусловливает возможность программирования любого алгоритма при условии, что мы пренебрегаем ограничениями, накладываемыми конечностью объема памяти автомата. [14]
В силу указанных соображений оказывается целесообразным уточнить ранее введенное понятие микрооперации, называя микрооперацией действие, производимое в универсальном программном автомате, одним импульсом, посылаемым по любому выходному каналу микропрограммное блока. С точки зрения указанного выходного канала микрооперация, как и при прежнем определении, будет выполняться фактически за один микротакт ( ибо до конца выполнения микрооперации изменений состояния этого канала не происходит), однако с точки зрения всей машины в целом она требует для своего выполнения нескольких микротактов. [15]