Министерство общего и профессионального образования РФ
Вятский государственный технический университет
Факультет автоматики и вычислительной техники
Кафедра электронных вычислительных машин
ДОПУСКАЮ К ЗАЩИТЕ
Руководитель работы _______ О.А. Залетов
СИНТЕЗ МИКРОПРОГРАММНОГО
УПРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА
Пояснительная записка
курсовой работы
по теории автоматов
ТПЖА.220100.22.29 ПЗ
Разработал студент гр. ВМ-22 ( _______ ) Р.В. Гонта
Проверил преподаватель кафедры ЭВМ ( _______ ) О.А. Залетов
Нормоконтролер ( _______ ) В.Ю. Мельцов
Председатель комиссии ( _______ ) В.Д. Матвеев
Члены комиссии ( _______ ) В.Ю. Мельцов
Работа защищена с оценкой ( _______ )
1999
Содержание
Введение1 Постановка задачи2 Описание используемого алгоритма умножения2.1 Алгоритм умножения чисел в форме с ПЗ с простой коррекцией2.2 Алгоритм умножения первым способом3 Ручной подсчет4Выбор и описание структурной схемы ОА5 Реализация содержательной ГСА6 Построение отмеченной ГСА7 Синтез МПА в соответствии с моделью Мили7.1 Построение графа автомата7.2 Построение прямой структурной таблицы переходов и выходов7.3 Кодирование на D-триггерах7.4 Получение логических выражений для функций возбуждения D-триггеров и функций выходов7.5 Кодирование на RS-триггерах7.6 Получение логических выражений для функций возбуждения RS-триггеров7.7 Кодирование на T-триггерах7.8 Получение логических выражений для функций возбуждения T-триггеров7.9 Кодирование на счетчике7.10 Получение уравнений для счетчика8 Синтез МПА в соответствии с моделью Мура8.1 Построение графа автомата8.2 Построение прямой структурной таблицы переходов и выходов8.3 Кодирование на D-триггерах8.4 Получение логических выражений для функций возбуждения D-триггеров и функцийвыходов8.5 Кодирование на RS- триггерах8.6 Получение логических выражений для функций возбуждения RS- триггеров и функций выходов9 Построение функциональной схемы микропрограммного управляющего автоматаЗаключениеБиблиографический списокПеречень сокращений |
Реферат
Гонта Р.В. Синтез микропрограммного управляющего автомата. Курсовая работа / ВятГТУ, каф. ЭВМ, рук. О.А. Залетов – Киров, 1999. Гр. ч. 3 л. ф. А2
ОПЕРАЦИОННЫЙ АВТОМАТ, МИКРОПРОГРАММНЫЙ УПРАВЛЯЮЩИЙ АВТОМАТ , ГРАФ-СХЕМА АЛГОРИТМА, ГРАФ, ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА, МОДЕЛЬ МИЛИ, МОДЕЛЬ МУРА
Цель работы — синтезировать микропрограммный автомат, управляющий операцией умножения чисел в форме с плавающей запятой и характеристикой в дополнительном коде первым способом с простой коррекцией.
Результатом работы является создание функциональной схемы микропрограммного управляющего автомата.
Введение
Потребность в вычислениях возникла у людей на самых ранних стадиях развития человеческого общества. Причем с самого начала для облегчения счета люди использовали различные приспособления. Многие из них были весьма интересными и остроумными по принципу действия, но все они обязательно требовали, чтобы в процессе вычислений активно участвовал человек-оператор. Качественно новый этап развития вычислительной техники наступил с изобретением и созданием электронных вычислительных машин, которые работают автоматически, без участия человека, в соответствии с заранее заданной программой. Появление таких машин вызвано объективными условиями современного развития науки, техники и народного хозяйства. Во многих областях человеческой деятельности уже в середине ХХ века объем и сложность вычислительных работ настолько возросли, что решение некоторых задач без применения вычислительной техники было бы практически не возможным. В настоящее время электронные вычислительные машины применяются во многих областях науки, техники и народного хозяйства. В основном они используются: для решения сложных математических и инженерных задач, в качестве управляющих машин в промышленности и военной технике, в сфере обработки информации.
1 Постановка задачи
Требуется разработать МПА, управляющий операцией умножения двоичных чисел в форме с плавающей запятой и характеристикой в дополнительном коде первым способом с простой коррекцией.
Функциональную схему устройства построить в основном логическом базисе. Операнды разрядностью 4 байта (тридцать два разряда) поступают по входной шине (ШИВх)в дополнительном коде (ДК), результат также в ДК выводится по выходной шине (ШИВых). В младших 24 разрядах операнда хранится мантисса со знаком, а в следующих 8 разрядах - характеристика.
2 Описание используемого алгоритма умножения
Процесс умножения состоит из последовательности операций сложения и сдвигов.
2.1 Алгоритм умножения чисел в форме с ПЗ с простой коррекцией
1. Определить знак произведения сложением по модулю два знаковых разрядов сомножителей.
2. Перемножить модули мантисс сомножителей по правилам с ФЗ:
2.1. Выполнить коррекцию, если хотя бы один из сомножителей отрицательный по правилу введения коррекции.
Правила введения коррекции при умножении чисел в ДК:
- Если сомножители положительны, коррекции нет.
- Если один из сомножителей отрицателен, к псевдопроизведению надо прибавить ДК от модуля положительного сомножителя.
- Если оба сомножителя отрицательны, к псевдопроизведению надо прибавить ДК от модулей дополнительных кодов обоих сомножителей, то есть их прямые коды.
2.2. Перемножить модули сомножителей, представленных в ДК, одним из четырех способов получить псевдопроизведение.
3. Определить характеристику произведения алгебраическим сложением характеристик сомножителей.
4. Нормализовать мантиссу результата и выполнить округление если необходимо.
2.2 Алгоритм умножения первым способом
Умножение с младших разрядов множителя со сдвигом частных сумм вправо.
В каждом такте цикла умножения первым способом необходимо:
2.1 Сложить множимое с предыдущей частной суммой, если очередной разряд множителя равен 1, и результат (новую частную сумму) запомнить; в случае если очередной разряд множителя равен 0 суммирование не выполнять;
2.2 Уменьшить вдвое частную сумму, что равносильно сдвигу ее на один разряд вправо.
3 Ручной подсчет
Выполним ручной подсчет в соответствии с выше указанным алгоритмом.
В качестве множителя возьмём число 9, а в качестве множимого 13.
3.1 Сомножители положительные (A>0, B>0)
A = 9 = 10012, Апк = 0,1001, Адк = 0,1001
B = 13= 11012, Впк = 0,1101, Вдк = 0,1101
3.1.1 Определим знак произведения:0 + 0 = 0
3.1.2 Перемножим модули сомножителей:
Таблица 1
| Множимое | Множитель | Сумматор | Пояснения |
| 0,1101 | 0,1001 | 0,00000000 0,11010000 0,11010000 | Сложение |
| 0,01101000 | Сдвиг | ||
| 0,0100 | 0,00110100 | Сдвиг | |
| 0,0010 | 0,00011010 | Сдвиг | |
| 0,0001 | 0,00011010 0,11010000 0,11101010 | Сложение | |
| 0,01110101 | Сдвиг |
Получили псевдопроизведение: 0,01110101
3.1.3 Коррекция не нужна, так как оба множителя положительные.
3.1.4 Присвоение произведению знака:
(A*B)дк=0,01110101
(A*B)пк=0,01110101
A*B = (9)*(13) = 117 = 11101012
3.2 Сомножители разных знаков (А<0, B>0)
A =-9=-10012, Апк = 1,1001, Адк = 1,0111
B =13= 11012, Впк = 0,1101, Вдк = 0,1101
3.2.1 Определим знак произведения: 1 + 0 = 1
3.2.2 Перемножим модули сомножителей:
Таблица 2
| Множимое | Множитель | Сумматор | Пояснения |
| 0,1101 | 0,0111 | 0,00000000 0,11010000 0,11010000 | Сложение |
| 0,01101000 | Сдвиг | ||
| 0,0011 | 0,01101000 0,11010000 1,00111000 | Сложение | |
| 0,10011100 | Сдвиг | ||
| 0,0001 | 0,10011100 0,11010000 1,01101100 | Сложение | |
| 0,10110110 | Сдвиг | ||
| 0,0000 | 0,01011011 | Сдвиг |
Получили псевдопроизведение: 0,01011011
3.2.3 Произведём коррекцию (прибавим к псевдопроизведению Вдк):
0,01011011
Вдк= 0,00110000
0,10001011
3.2.4 Присвоение произведению знака:
(A*B)дк=1,10001011
(A*B)пк=1,01110101
A*B = (-9)*(13) = -117 = -11101012
3.3 Сомножители разных знаков (А>0, B<0)
A =9 = 10012, Апк = 0,1001, Адк = 0,1001
B =-13= -11012, Впк = 1,1101, Вдк = 1,0011
3.3.1 Определим знак произведения: 0 + 1 = 1
3.3.2 Перемножим модули сомножителей:
Таблица 3
| Множимое | Множитель | Сумматор | Пояснения |
| 0,0011 | 0,1001 | 0,00000000 0,00110000 0,00110000 | Сложение |
| 0,00011000 | Сдвиг | ||
| 0,0100 | 0,00001100 | Сдвиг | |
| 0,0010 | 0,00000110 | Сдвиг | |
| 0,0001 | 0,00000110 0,00110000 0,00110110 | Сложение | |
| 0,00011011 | Сдвиг |
Получили псевдопроизведение: 0,00011011
3.3.3 Произведём коррекцию (прибавим к псевдопроизведению Aдк):
0,00011011
Адк= 0,01110000
0,10001011
3.3.4 Присвоение произведению знака:
(A*B)дк=1,10001011
(A*B)пк=1,01110101
A*B = (9)*(-13) = -117 = -11101012
3.4 Сомножители отрицательные (A<0, B<0)
A = -9= -10012, Апк = 1,1001, Адк = 1,0111
B =-13=-11012, Впк = 1,1101, Вдк = 0,0011
3.4.1 Определим знак произведения:1 + 1 = 0