Раздел 3. Вычислительные структуры. Машины, управляемые контроллерами (устройствами управления)

Системы типА ОДИНОЧНЫЙ ПОТОК КОМАНД. ОдиНОЧНЫЙ ПОТОК ДАННЫХ (окод).

Программный счетчик содержит адрес команды, которая должна быть выполнена. В соответствии со значением программного счетчика выбирается команда из основной памяти. Команда состоит из двух частей:

1. Поле кода операции

2. Определенное по отношению к каким данным необходимо выполнить некоторые действия

Выбранная команда считывается в устройство управления. В устройстве управления она дешифрируется, определяются адреса, или места из которых необходимо выбрать операнды. Эти операнды извлекаются и помещаются в операционное устройство и параллельно в память подаются импульсы от устройств управления, в соответствии с которыми выполняются необходимые последующие действия. После их выполнения результаты помещаются в необходимые места, а признаки выполнения команд могут использоваться устройством управления. Параллельно в программном счетчике формируется адрес следующей команды и цикл повторяется.

Усовершенствованная структура вычислительной машины, управляемой контроллерОм

В качестве примера, показывающего организацию данных в памяти и взаимодействия с этими данными процессорных элементов можно рассмотреть процессор фирмы BSP (Burrought’s Scientific Processor), который был разработан для проведения научных расчетов.

Этот процессор содержит 16 процессорных элементов для выполнения арифметических операций, которые через сеть координатной коммутации соединены с общей памятью, состоящей из 17-ти бланков. Устройство управления декодирует машинные команды и преобразует их в микрокоманды длиной 128 бит, которые поступают на процессорные элементы, в каждом из которых выполняются одни и те же операции.

Чтобы все процессорные элементы работали без простоев необходимо непременно подавать на них данные из памяти и предотвращать возникновение конфликтов при обращении к памяти.

a11	a12	a13	a14	a15
a21	a22	a23	a24	a25
a31	a32	a33	a34	a35
a41	a42	a43	a44	a45

, i- адрес внутри банка, M- размер банка памяти

a11	а21	а31	а41	a12	а22	а32	а42	a13	а23	а33	а43	a14	а24	а34	а44	a15	а25	а35	а45
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
0	1	2	3	4	5	6	0	1	2	3	4	5	6	0	1	2	3	4	5
0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	2	2	2	2	2	2	3	3

			Х	а35	а45
а34	а44	a15	а25	Х	а*14	а24
а42	a13	а*23	а33	а43	Х	а*32
a11	а21	а31	а*41	a12	а22	Х
0	1	2	3	4	5	0

РЭ0

РЭ1

РЭ2

РЭ3

РЭ4

РЭ5

Данные расположены таким образом, что попадают в разные банки памяти, поэтому любую строку, столбец, диагональ матрицы можно прочитать за один такт считывания. Данные, считываемые из каждого банка, упорядочиваются путем соответствующего упорядочивания коммутационной сетью и передаются на соответствующий процессорный элемент.