Алгоритм решения задач (стр. 1 из 2)
Содержание
Введение
1 Алгоритм решения функциональной задачи
2 Выбор системы команд специализированной ЭВМ
3 Форматы команд и операндов
4 Содержательные графы микропрограмм операций АЛУ
5 Разработка объединенной микропрограммы работы АЛУ
6 Закодированные алгоритмы микропрограмм
7 Проектирование управляющего автомата
Введение
Целью курсового проектирования является закрепление знаний по курсу: «Организация ЭВМ и систем» , полученных в результате изучения лекционного курса и выполнения лабораторного практикума.
Объектом курсового проектирования является процессор специализированной ЭВМ.
В процессоре выделяют устройство, в котором выполняются все основные (арифметические и логические) операции. Это устройство называют арифметико-логическим устройством (АЛУ). Если все основные операции выполняются за один такт (это имеет место в большинстве современных микропроцессоров), АЛУ является частью операционного автомата процессора; если же некоторые или все основные операции выполняются алгоритмически за много тактов, АЛУ имеет собственное устройство управления.
Разработка процессора специализированной ЭВМ включает в себя следующие этапы:
- Разработка алгоритма решения функциональной задачи.
- Выбор системы команд специализированной ЭВМ.
- Определение форматов команд и операндов.
- Разработка алгоритмов микропрограмм выполнения минимально необходимого набора операций АЛУ.
- Разработка объединенной микропрограммы работы АЛУ.
- Разработка структурной схемы операционного автомата АЛУ.
- Разработка управляющего автомата АЛУ.
1 Алгоритм решения функциональной задачи
Укрупненный алгоритм решения поставленной задачи представлен на рисунке 1.1. Алгоритм вычисления функций F приведен соответственно на рисунке 1.2.
Рис.1.1 Укрупненный алгоритм
Для вычисления функции F можно воспользоваться степенным рядом:
выражается в данном случае через предыдущий член ряда с помощью равенства: 
,
означает прибавление 1 к младшему разряду слова.
| Тип | Слово | Пояснение |
| ILO | RG(0:16) | Слагаемое (Сумма) |
| IL | RG1(0:16) | Слагаемое |
| ILO | ПП | Признак переполнения |
Содержательный алгоритм вычитания представлен на рисунке 4.2:
Рисунок 4.2 – Алгоритм вычитания
Описание слов, использованных в микропрограмме вычитания представлены в таблице 4.2:
Таблица 4.2
| Тип | Слово | Пояснение |
| ILO | RG(0:16) | Уменьшаемое (разность) |
| IL | RG1(0:16) | Вычитаемое |
| ILO | ПП | Признак переполнения |
Содержательный алгоритмы умножения и деления представлены на рисунках 4.3 и 4.4:
Описания слов, использованных в микропрограммах представлены в таблицах 4.3 и 4.4:
Таблица 4.3
| Тип | Слово | Пояснение |
| ILO | RG(0:16) | Множитель, произведение |
| IL | RG1(0:16) | Множимое |
| L | RG2(0:16) | Множитель, произведение |
| L | СТ(1:4) | Счетчик циклов |
Таблица 4.4
| Тип | Слово | Пояснение |
| ILO | RG(0:16) | Делимое, остаток, частное |
| IL | RG1(0:16) | Делитель |
| L | RG2(0:16) | Частное |
| L | СТ(1:4) | Счетчик |
| ILO | ПП | Признак переполнения |
Содержательные алгоритмы умножения на 2 и нахождения абсолютной величины числа представлены на рисунке 4.5 и 4.6, а описания слов, использованных в микропрограммах – в таблице 4.5 и 4.6:
Рисунок 4.5 – Алгоритм операции «умножение на 2»
Рисунок 4.6 – Алгоритм приведения абсолютной величины числа
Таблица 4.5
| Тип | Слово | Пояснение |
| ILO | RG(2:16) | Операнд |
| ILO | ПП | Признак переполнения |
Таблица 4.6
| Тип | Слово | Пояснение |
| ILO | RG(0:1) | Операнд |
Содержательный алгоритм микропрограммы специальной функции Arth(x) представлен на рисунке 4.7, здесь до начала выполнения программы регистру RG4 присваивается значение X. Описания слов, использованных в микропрограмме – в таблице 4.7:
Таблица 4.7
| Тип | Слово | Пояснение |
| ILO | RG(0:16) | Переменная x,n,b,a,F множитель, произведение, делимое, остаток, частное, слагаемое, сумма, уменьшаемое, разность |
| IL | RG1(0:15) | Переменная F,b,a константа, Множимое, делитель, слагаемое, вычитаемое |
| L | RG2(0:16) | Множитель, произведение, частное |
| L | RG3(0:15) | Переменная F |
| L | RG4(0:15) | Переменная x,a,b |
| L | RG5(0:15) | Переменная n |
| L | CT(1:4) | Счетчик |
| ILO | ПП | Признак переполнения |
Теперь необходимо составить схему укрупненного алгоритма, используя уже полученную микропрограмму вычисления функции Arth(x). Предполагается, что переменные x1, x2 и x3 перед началом выполнения программы уже будут загружены соответственно в регистры RG4, RG3 и RG5. Данная схема алгоритма представлена на рисунке 4.8: