11.Вычислительное устройство: назначение и состав ВчУ, форматы команд и данных.

ВчУ является основным операционным устройством СВ и предназначено для:

арифметической и логической обработки числовой информации, поступающей из ЗУ, под управлением команд;

организации приоритетного прерывания выполняемой программы под воздействием заявок от внешних и внутренних абонентов;

инициации работы устройства обмена СВ с помощью разовых команд.

Большинство операций в ВчУ выполняются над 18-разрядными числами, а обмен организуется 36-разрядными числами.

Минимальная единица обрабатываемой информации - 1 байт (8 разрядов инф. + 1к.р.).

Контроль команд и чисел - побайтовый на нечетность.

Формат чисел - 4 байта.

Формат команды - 36 разрядов (32 инф.+4 контр.).

Максимальное быстродействие 200 тыс. операций в секунду.

Конфигурирование информации осуществляется по полусловам и байтам с точностью до байта.

ВчУ конструктивно состоит из двух блоков:

двухъярусный блок ВчУ1;

одноярусный блок ВчУ2.

Объединение их в единое устройство осуществляется с помощью кабелей, смонтированных в шкафу «П» («процессоров»). Каждый из блоков содержит типовые элементы замены (ТЭЗы). Всего - 66.

Форматы команд и чисел ВчУ.

ВчУ представляет собой одноадресную вычислительную машину с 16-ю 36-ти разрядными (или 32-мя 18-ти разрядными) оперативными регистрами (ОР).

В процессе обработки информации в каждой операции участвуют два операнда:

первый - находится в одном из оперативных регистров (ОР),

второй - выбирается из ЗУ (ДЗУ, ПЗУ, ОЗУ или ОР) по второму исполнительному адресу (А2).

Формат информационного слова.

Формат информационного слова, хранящегося в ЗУ, имеет вид представленный на рис. 1.

32-разрядное слово разбито на два полуслова:

старшее полуслово - (0…15 разряды) и

младшее полуслово - (16…31 разряды).

Разряды
0 15		16 31			32 33 34 35
Ст. полуслово		Мл. полуслово			Контрольные разряды
0 7	8 15	16 23	24 31	К0 К1 К2 К3
0 Байт	1 Байт	2 Байт	3 Байт	КР

Рис. 1. Формат информационного слова ЗУ.

В свою очередь каждое полуслово состоит из двух байтов (старшего и младшего), каждому из которых соответствует контрольный разряд:

0-му байту - К0 (32р)

1-му байту - К1 (33р)

2-му байту - К2 (34р)

3-му байту - К3 (35р)

Форматы команд.

В зависимости от типа выполняемой операции, все команды могут быть разбиты на 5 форматов. Длина команды является фиксированной для всех форматов и равна 36 разрядам (32 инф. + 4 контрольных).

Форматы команд ВчУ имеют вид, представленный на рис. 2.

Разряды
0 4	5 7	8 10	11 15	16 31
КОП	КфЧ	И	А1	А2

а) общий формат (формат арифметических, логических операций и команд сдвига)

Разряды
0 4	5	6	7 10	11 15	16 31
КОП	Пр1	Пр2	Np	А1	А2

б) условная передача управления по одноразрядному признаку

Разряды
0 4	5 7	8 10	11	12	13 15	16 31
КОП	КфЧ	И	Пр	БОЗУК	БДЗУК	А2

в) передача управления по адресу

Разряды
0 4	5 7	8 10	11	12 15	16 31
КОП	КфЧ	И	Пр	-----	А2

г) передача управления по ячейке

Разряды
0 4	5 15	16 31
КОП	А1	А2

д) экстракод

Рис. 2. Форматы команд ВчУ.

Обозначения:

КОП - код операции (0…4 разряды);

КфЧ - код конфигурации числа;

И - признак индексации;

А1 - первый адрес обращения в формате команды;

А2 - второй адрес обращения в формате команды;

БДЗУК - приращение базы ДЗУ команд;

БОЗУК - приращение базы ОЗУ команд;

Пр1, Пр2 - признаки, определяющие тип условной передачи управления;

Пр - признак условного перехода;

Np - номер сравниваемого разряда в команде условного перехода.

КОП - определяет действия ВчУ в течение определенного промежутка времени с соответствующей комбинацией устройств, блоков, элементов, участвующих в выполнении заданной операции.

КфЧ (3-х разрядный) - определяет вид конфигурации числовой информации в процессе взаимодействия ВчУ с модулями памяти при выполнении арифметических и логических операций.

И (3-х разрядный) - введен в формат большинства команд для изменения адреса второго операнда при организации ветвлений в программе и вычислений. Физически признак «И» определяет номер одного из 7-и 18-разрядных ОР, получивших название индексных регистров.

Первый адрес в формате команды А1 - пятиразрядный, по нему происходит обращение только к оперативным регистрам. В ВчУ имеется 16 оперативных 36-разрядных регистров. В 11…14 разрядах указывается номер регистра, в 15 разряде - номер полуслова. Четный адрес указывает на обращение к старшему полуслову, нечетный - к младшему полуслову.

Второй адрес в формате команды А2 - 16 разрядный и по нему возможно обращение как к ОР, так и к ЗУ. При обращении к ОР адрес ОР размещается в 27…31 разрядах поля А2, в остальных разрядах - записываются нули.

При наличии «1» в 16-ом разряде А2 происходит обращение к ДЗУ или ПЗУ, при наличии «0» - к ОЗУ или УК.

В 31-ом разряде поля А2 указывается номер полуслова, к которому происходит обращение. Если 31-й разряд равен 0, то обращение будет к старшему полуслову, в противном случае - к младшему полуслову.

Для команд пересылки информации адресация может осуществляться не к полусловам, а к полным словам. В этом случае значения 15-го (для поля А1) и 31-го (для поля А2) разрядов адреса могут быть произвольными.