Общие сведения об управляющий автоматах
1.1 Декомпозиция операционного устройства.
В своих научных и практических работах академик Глушков А. М. показал, что любое операционное устройство (цифровой вычислитель) может быть разделено на два устройства (рис. 1):
– операционный автомат (ОА);
– управляющий автомат (УА).
Рисунок 1
В операционном автомате (ОА) блок φ представляет собой набор операционных блоков (комбинационного типа) для выполнения различных операций (сумматоры, АЛУ, счетчики, сдвигатели, …). Блок S – это внутренняя память ОА (регистры), предназначена для хранения результатов операций, выполненных в блоках φ. Для формирования осведомительных сигналов (Х) вводится блок Y, выходы которого соединяются со входами (Х) управляющего автомата. Данные на обработку в блоки φ подаются по шине D, либо из внутренней памяти S. Результаты выводятся по шине R.
Таким образом, операционный автомат определяется:
· Набором операционных блоков φ для выполнения операций;
· набором регистров для хранения результатов операций (S);
· набором операционных блоков Y для выработки осведомительных сигналов (Х);
· набором шин передачи информации;
· набором цепей передачи осведомительных сигналов (Х) из ОА в УА;
· набором цепей передачи управляющих сигналов (Y).
Управляющий автомат (УА) предназначен для выработки управляющих сигналов (Y) в соответствии с порядком их представления в ГСА (чем-то напоминая граф погода вкиеве на 10 дней) и характеризуется:
· Множеством входных осведомительных (Х) сигналов, поступающих из операционного автомата и внешних осведомительных сигналов F (пуск, останов, запрос на прерывание, код операции и др.). Эти сигналы управляющий автомат анализирует для осуществления перехода на ту или иную микропрограмму. Все внутренние и внешние осведомительные сигналы описываются множеством:
Х={х0, х1, х2, …}.
· Множество выходных управляющих сигналов:
Y={y0, y1, y2, …}.
· Графом микропрограммы, определяющим порядок следования управляющих сигналов (Y).
Таким образом, управляющий автомат хранит микропрограммы (ГСА) работы вычислителя. Запуск вычислителя в работу, выбор той или иной микропрограммы, переходы в микропрограмме осуществляются в результате анализа внутренних или внешних осведомительных сигналов Х.
Так как порядок выполнения операций определяется микропрограммой (ГСА), то в связи с этим микропрограммы (ГСА) используются непосредственно для синтеза управляющего автомата.
|
