Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) ( 11 ) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (11)

3. с какой целью формируются признаки результатов операций? Перечислите основные признаки.

4. Объясните назначение по.тей команд передачи данных.

5. Каким образом формируется исполнительный адрес прн выполнении команд передачи управления?

6. Какие основные режимы адресации используются в малых ЭВМ и каким образом формируются исполнительные адреса для каждого из режимов?

7. Какими достоинствами и недостатками обладают режимы адресации, используемые в ЭВМ?

ГЛАВА ТРЕТЬЯ

АРХИТЕКТУРА МИКРО- И МИНИ-ЭВМ

3-1. ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ БИС

Изменения элементно-технологической базы привели к изменению сложившихся принципов проектирования вычислительной техники. На смену им приходят идеи проблемной ориентации систем, параллельной и конвейерной обработки информации, использования табличных методов обработки данных и принятия решений, развиваются принципы регулярности и однородности структур на различных уровнях организации, становится реальной возможностью идея создания адаптивно перестраиваемых вычислительных систем, конфигурация которых изменяется в процессе решения задачи с целью наиболее эффективной организации вычислительного процесса и обеспечения живучести системы.

Характерной чертой развития средств ВТ является аппаратная реализация функций математического обеспечения, что позволяет существенно Повысить производительность вычислительных систем.

Дальнейшее развитие получает принцип ЗМ - модульность, магистральность, микропрограммируемость.

Модульная организация систем. Принцип модульной организации предполагает построение вычислительных и управляющих машин и систем на основе набора модулей. Под модулем в данном случае понимается конструктивно, функционально и электрически законченное вычислительное устройство, позволяющее самостоятельно или в совокупности с другими модулями решать вычислительные или управляющиг задачи заданного класса. Следует различать функциональные и конструктивные модули.



Модульный подход при проектировании микро- и мини-ЭВМ позволяет создать семейство ЭВМ, отличающихся друг от друга функциональными возможностями и характеристиками, способствует стандартизации элементов все более высоких уровней и сокращению затрат на проектирование систем, а также упрощает наращивание мощности и реконфигурацию систем, отодвигает время морального старения технических средств.

При решении вопроса о функциональном составе модулей в соответствии с рассмотренными выше закономерностями развития систем сосуществуют две диалектические противоположности: многофункциональность и специализация модулей. Повышение универсальности модулей рассматривается как средство, обеспечивающее сокращение номенклатуры, снижение затрат на проектирование и изготовление, высокую серийность, а следовательно, и низкую стоимость; специализация модулей - как средство достижения высокой эффективности систем за счет оптимального согласования структуры вычислительных средств и реализуемых ими алгоритмов и функций, а также уменьшения избыточности структуры модулей.

Оба этих подхода нашли сегодня практическое применение. Особо следует отметить прогресс в области микропроцессорных средств, реализующих первый из упомянутых путей. Однако низкая эффективность использования МП в ряде применений, являющаяся следствием несоответствия их структуры характеру выполняемых задач, недоиспользование значительной доли аппаратной и программной частей комплектов, сложная программная реализация сравнительно простых функций привели к появлению огромного числа типов МПК, увеличению их состава, включению специализированных БИС, реализующих главным образом функции обмена и связи с объектами управления.

Специализация модулей низшего конструктивного уровня ведет к несоблюдению основного требования при проектировании БИС - минимизации числа их типов и, за исключением создания систем специального назначения с экстремальными параметрами, не может быть выдвинута в качестве основной концепции проектирования модулей. Практика подтвердила целесообразность решения вопроса о функциональном составе модулей соединением рассмотренных крайних направлений путем создания систем в виде совокупности многофункциональных н специализированных модулей, проблемно и функционально ориентированных в рамках определенных классов задач, алгоритмов, функций.



Магистральный способ обмена информацией. Можно выделить два нринцина взаимосвязи элементов модулей и самих модулей в системе: принцип произвольных связей, реализующий правило «каждый с каждым», и принцип упорядоченных связей - магистральный, позволяющий минимизировать число связей. Магистральный принцип обеспечивает обмен информацией между функциональными и конструктивными модулями различного уровня с помощью магистралей, объединяющих входные и выходные щины. Обычно рыделяются следующие магистрали: щины данных, щины адресные, щины управления. Адресные щины и щины данных обычно однобайтные или двухбайтные.

Магистральный обмен информацией является одним из аспектов обеспечения регулярности структуры МПС как на уровне БИС, так и на уровне связей между конструктивными модулями МПС.

Применение магистрального обмена позволяет минимизировать число связей между блоками, обеспечить регулярность операционного устройства управления путем сосредоточения больщинства комбинационных схем в АЛУ и коммутаторах, обеспечить стандартизацию интерфейсов, сократить число выводов БИС.

Необходимо отметить взаимосвязь схемотехнических и структурных рещений, которая проявляется при реализации данного принципа обмена в виде специальных двунаправленных буферных каскадов с тремя устойчивыми состояниями и при использовании временного мультиплексирования каналов обмена.

Микропрограммная организация управления. Для современных Систем обработки информации характерна многоуровневая организация программного управления. Принцип микропрограммного управления обеспечивает наибольшую гибкость при организации многофункциональных микропроцессорных модулей и путем определенной комбинации микрокоманд позволяет осуществить проблемную ориентацию микро- и мини-ЭВМ. Принцип микропрограммного управления позволяет использовать макрооперации в МПС, что существенно эффективнее использования стандартных подпрограмм и соответствует адаптации МПС к реализуемому алгоритму.

Микропрограммное управление повышает гибкость устройств за счет смены микропрограмм, увеличивает регулярность устройств за счет широкого использования матричных структур типа - памяти, обеспечивает параллелизм решения задач при рассредоточенном управлении и распре-



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) ( 11 ) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124)