2.3 Организация машины Поста

2.3.1 Исполнительное устройство

Исполнительное устройство (ИУ) включает в себя имитатор ленты и имитатор каретки. Имитатор ленты представляет собой набор триггеров, каждый из которых может хранить бит информации. Лента является общим понятием хранилища данных. Современные вычислительные средства реализуют функцию хранения посредством регистров.

Регистр данных (RD), имитирует секции ленты, представлен в виде набора RS-триггеров, каждый из которых имеет два входа: первый (S) - запись «1», второй (R) -запись «0». Прямой выход триггера отображает состояние триггера, т.е. после того, как была произведена запись значения в триггер, это значение будет представлено на его выходе. В этом случае одной секции соответствует один триггер.

Операции записи обеспечиваются передачей управляющих сигналов на соответствующий вход R или S триггера, что позволяет записать в активную секцию «0» или «1». Чтение состояния секции обеспечивается коммутатором (мультиплексор), для которого адрес активной секции указывает счетчик секций.

Имитатор каретки обеспечивает позиционирование напротив активной секции. Если пронумеровать секции, то каретка должна последовательно обращаться к заданным номерам (например, начальное положение каретки).

Каретку можно реализовать при помощи двух дешифраторов DC и мультиплексора MX, которые соединены с регистром данных. Перемещение каретки может задаваться при помощи адреса, генерируемого счетчиком СТ.

Адресация активной секции является функцией счетчика секций (CчС). Так как счетчик секций осуществляет двоичный счет, то на базе счетчика можно имитировать сдвиги каретки влево (СчС: = СчС+1) или вправо (СчС:= СчС-1).

Синхронизация операции записи/чтения и перемещения каретки определяется программой или последовательностью команд машины. Действия каретки определены типом операции, указанной в команде.

2.3.2 Устройство управления

Устройство управления (УУ) в соответствии с его функциями хранит слово «команда», пока не закончено ее исполнение. Поэтому для хранения информации команды можно использовать специальный регистр команд (RGK). В RGK выделим три поля: поле КОП – действия, поле В - нижней и С- верхней отсылки к следующим командам.

Устройство управления определяет тип операции, хранимой в регистре команд (RGK), и вырабатывает с помощью дешифратора команд DC (1-5) соответствующие синхронизирующие сигналы Y (1-5).

Имитатор УУ содержит коммутатор отсылок В и С, которые указывают на адрес следующей команды. Выбор отсылки определен состоянием линии управления (ЛУ), которое вычисляется ИУ при выполнении команды в зависимости от состояния активной секции ленты и сигнала У5 по логике «И».

Отсылка, выбранная с помощью коммутатора, В - нижняя или С - верхняя, является адресом, который поступает в память для выборки очередной команды. Команды, сформированные списком, как показаны в таблице 1. Порядковый номер в списке определяет код операции (КОП). В столбце КОП показана двоичная запись одноименного номера.

В таблице 1 выделены следующие группы операций, поддерживаемые машиной Поста:

• позиции 1-2 - группа «Запись» в активную ячейку;

• позиции 3-4 - группа «Сдвиг»;

• позиция 5 - команда «Решение»;

• позиция 6 - команда «Останов».

Таблица 1 – Операции в машине Поста

п/п	Оператор (КОП)		Сигналы микроопераций
	Мнемоника КОП	Двоичный код КОП	Y1	Y2	Y3	Y4	Y5
1	Запись «1»	001	1	0	0	0	0
2	Запись «0»	010	0	1	0	0	0
3	Сдвиг 	011	0	0	1	0	0
4	Сдвиг 	100	0	0	0	1	0
5	1/C RD = 1? 0/В	101	0	0	0	0	1
6	Останов	000	0	0	0	0	0

При выполнении команды «Останов» никакие управляющие сигналы не генерируются и выполнение программы прекращается.

В графе «Сигналы микроопераций» указаны наименования сигналов управления и момент их активизации - логическая «1».

Эти сигналы могут быть отображены функцией, которая реализуется дешифратором команд DC, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 – Дешифратор команд

В состав УУ входит коммутатор отсылок, который выполнен при помощи мультиплексора, как показано на рисунке 3.а. Его таблица истинности приведена на рисунке 3.б. Графа «А» таблицы назначается после вычисления логических условий (ЛУ) в операционном автомате, где выделяется состояние активной секции («0», «1»). Это состояние передается в графу «А» при выполнении команды «Решение». Однако, при выполнении других команд, значение ЛУ определено нулю. Графа MUX определяет значение выхода функции. Это значение соответствует отсылкам В или С, коммутируемым в зависимости от значения графы А.

Рисунок 3 − Мультиплексор отсылок