Реферат: Организация и функционирование электронных вычислительных машин
Белорусский Государственный Университет
Информатики и Радиоэлектроники
Контрольная работа
по дисциплине
Организация и функционирование ЭВМ
Выполнил: Проверил:
Cмоленский П.О. Пешков А.Т.
Зачетная книжка №510701
(Ликвидация академической разницы)
Минск, 2009
Задание 1.1
Задание предполагает нахождения значений С1, С2, С3, С4, определяемые выражениями:
С1 = А+В, С1 = А-В, С1 = В- А+, С1 =- А –В
При выполнении задания операнды А и В необходимо представить в двоично-десятичной системе, сформировать для них прямые коды и, используя заданный код в варианте по правилам двоично-десятичной арифметики, описанной в разделе «Арифметика с алгебраическими двоично-десятичными числами», найти значения С1, С2, С3, С4.
Результат должен быть представлен в прямом коде.
Условие:
Операнд А
Операнд В
Код, используемый при выполнении задания: дополнительный.
Решение:
С1 = А+В
С2 = А − В = A + (−B)
С3 = В − А = B + (−A)
С4 = − А – В = — (A+B)
A = 5182 | = | 0101 0001 1000 0010 |
[A]пк | = | 00.0101 0001 1000 0010 |
[A]дк | = | 00.0101 0001 1000 0010 |
[-A]дк | = | 11.1010 1110 0111 1110 |
B=5493 | = | 0101 0100 1001 0011 |
[B]пк | = | 00.0101 0100 1001 0011 |
[B]дк | = | 00.0101 0100 1001 0011 |
[-B]дк | = | 11.1010 1011 0110 1101 |
C1=A+B | ||
C1= | 00.0101 0001 1000 0010 | [A]дк |
+ | 00. 0101 0100 1001 0011 | [B]дк |
00. 1010 0110 0001 0101 | ||
0110 0110 ____ | коррекция | |
00.0001 0000 0110 0111 0101 | ||
+ 1 0 6 7 5 | ||
С2=A+(-B) | ||
C2= | 00.0101 0001 1000 0010 | [A]дк |
+ | 11.1010 1011 0110 1101 | [-B]ДК инверсный код |
11.1111 1100 1110 1111 | ||
11.0000 0011 0001 0000 | ||
+1 | ||
11.0000 011 0001 0001 | ||
— 3 1 1 | ||
C3=B+(-A) | ||
C3= | 00.0101 0100 1001 0011 | [B]дк |
+ | 11.1010 1110 0111 1110 | [-A]дк |
00.0000 0011 0001 0001 | ||
+ 3 1 1 | ||
С4=-(A+B) | ||
-C4= | 00.0101 0001 1000 0010 | [A]дк |
+ | 00. 0101 0100 1001 0011 | [B]дк |
00. 1010 0110 0001 0101 | ||
0110 0110 ____ | коррекция | |
00.0001 0000 0110 0111 0101 | [-C4] | |
C4= | 11.0001 0000 0110 0111 0101 — 1 0 6 7 5 |
Дополнительный код нужно заменить инверсным и учесть это при коррекции.
(см. аналогичные примеры по операциям с 2 10-ыми числами в методических материалах).
Задание 1.2
Задание предполагает выполнение заданной операции над числами А и В, представленными с плавающей точкой.
При выполнении задания порядки и мантиссы операндов А и В, заданные в таблице, необходимо представить в двоичной системе счисления и сформировать для них прямые коды. Разрядность модуля порядка должна быть равна 3, разрядность модуля мантиссы — 6 .
Результат (порядок и мантисса) должен быть представлен в прямом коде в нормализованной форме.
Условие:
A | B | код | опер. | ||||||
порядок | мантисса | порядок | мантисса | ||||||
знак | абс.знач. | знак | абс.знач. | знак | абс.знач. | знак | абс.знач. | ||
+ | 4 | - | 0.54 | + | 2 | − | 0.80 | обр. | + |
100 | 1 | .100 010 | 010 | 1 | .110 011 |
Решение:
[Aп]пк= | 0.100 |
[Ам]пк= | 1.100 010 |
[Bп]пк= | 0.010 |
[Bм]пк= | 1.110 011 |
[Aп]ок= | 0.100 |
[Aм]ок= | 1.011 101 |
[Bп]ок= | 0.010 |
[Bм]ок= | 1.001 100 |
Выравнивание порядков:
00.100 [Aп] | |
+ | 11.101 [-Bп ] |
1 | 00.001 |
00.010 | Прямойкод |
Значит, сдвигаем мантиссу числа B на 2 вправо:
[Bм] = 1.001 100
Сумма мантисс:
11.011 101 | A |
+11.001 100 | B |
11.101 001 | обр |
11.010 110 | прямой |
С1 — {= 0.100, = 11.010 110}
Задание 1.2 принято.
Задание 2.1
Задание относится к разделу “Схемотехнические основы ЗВМ” и состоит из двух частей:
— построить блок управления аппаратного принципа, реализующий заданную ГСА ( ГСА — граф- схема алгоритма).
— построить блок управления микропрограммного принципа, реализующий заданную ГСА.
Задание 2.1
Построить цифровой автомат заданного типа (Мили или Мура) для заданной ГСА, используя заданный тип триггера (RS-, D-, T-триггер). Тип автомата, номер ГСА (соответствует номеру рисунка, на котором она находится) и тип триггера выбирается из табл.2.
Тип триггера (ТТ), тип цифрового автомата (ТЦА), номер ГСА (ГСА) задается колонками, соответственно, 1,2 и 3.
Номер варианта определяется последними двумя цифрами зачетной книжки (равен 30).
№ | Задание 2.1 | ||
вар | ТТ | ТЦА | ГСА |
1 | RS | Мура | Рис.1 |
Исходная схема (рис. 1)
Решение:
Обозначим в данной ГСА операционные вершины как Ai вершины (состояние) графа автомата Мура.
Имея граф автомата Мура, объединенная кодированная таблица переходов и выходов цифрового автомата строится за счет нахождения всех существующих путей из каждой вершины графа в ближайшую другую вершину с указанием условий, при которых имеет место данный путь, и вырабатываемых выходных сигналов, которые в автомате Мура однозначно определяются конечным состоянием (конечной вершиной):
Аi {xsss, xpsp ...xfsf, уn (АJ ),… уm (АJ )} АJ,
где:
— Аi, АJ — соответственно, начальная и конечная вершина пути;
— xsss, xpsp ...xfsf — условия, через которые проходит рассматриваемый путь из Аi в АJ ;
— уn (АJ ),… уm (АJ ) — выходные сигналы автомата, однозначно зависящий от конечного состояния АJ. .
Объединенной кодированной таблицы переходов и выходов цифрового автомата составляется на основе всех возможных путей из всех вершин графа
автомата. В таблице приведена объединенной кодированной таблицы переходов и выходов для графа автомата Мура.
Начало | Конец | ||||||
N | An | Q1Q2Q3Q4 | An | Q1Q2Q3Q4 | Условие | Выход | qs1 qr1 qs2 qr2 qs3 qr3 qs4 qr4 |
1 | A0 | 0 0 0 0 | A1 | 0 0 0 1 | x5 | y5y1 | 0 1 0 1 0 1 1 0 |
2 | A3 | 0 0 1 1 | ~x5 | y11y41y96 | 0 1 0 1 1 0 1 0 | ||
3 | A1 | 0 0 0 1 | A2 | 0 0 1 0 | 1 | y17 | 0 1 0 1 1 0 0 1 |
4 | A2 | 0 0 1 0 | A6 | 0 1 1 0 | x3 | y1 | 0 1 1 0 1 0 0 1 |
5 | A5 | 0 1 0 1 | ~x3 | y22 | 0 1 1 0 0 1 1 0 | ||
6 | A3 | 0 0 1 1 | A5 | 0 1 0 1 | x11 | y22 | 0 1 1 0 0 1 1 0 |
7 | A4 | 0 1 0 0 | ~x11 | yn | 0 1 1 0 0 1 0 1 | ||
8 | A4 | 0 1 0 0 | A5 | 0 1 0 1 | x4 | y22 | 0 1 1 0 0 1 1 0 |
9 | A5 | 0 1 0 1 | A7 | 0 1 1 1 | ~x9 | yn | 0 1 1 0 1 0 1 0 |
10 | 0 1 0 1 | A1 | 0 0 0 1 | X9 x10 | Y5 y1 | 0 1 0 1 0 1 1 0 | |
11 | A8 | 1 0 0 0 | X9 ~x10 | Y4 | 1 0 0 1 0 1 0 1 | ||
12 | A6 | 0 1 1 0 | A7 | 0 1 1 1 | ~x9 | yn | 0 1 1 0 1 0 1 0 |
13 | A8 | 1 0 0 0 | X9 ~x10 | Y4 | 1 0 0 1 0 1 0 1 | ||
14 | A7 | 0 1 1 1 | A5 | 0 1 0 1 | 1 | Y22 | 0 1 1 0 0 1 1 0 |
15 | A8 | 1 0 0 0 | A9 | 1 0 0 1 | 1 | Y13 y18 yk | 1 0 0 1 0 1 1 0 |
__ __ __ | |||||||
y5= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ __ | __ __ | ||||||
Y1= | Q1Q2Q3Q4 | +Q1Q2Q3Q4 | |||||
__ __ | |||||||
y11= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ | |||||||
y41= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ | |||||||
y96= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ __ | |||||||
y17= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ | |||||||
y22= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ ____ | |||||||
y4= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ | |||||||
y13= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ | |||||||
y18= | Q1Q2Q3Q4 | ||||||
__ __ | |||||||
yk= | Q1Q2Q3Q4 |
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
qr1= Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4+ Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x11+
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Q1Q2Q3Q4x11+ Q1Q2Q3Q4x9+ Q1Q2Q3Q4x9x10+ Q1Q2Q3Q4x9+ Q1Q2Q3Q4(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14)
_ _ _ _ _ _
qs1= Q1Q2Q3Q4x9x10+ Q1Q2Q3Q4(11,13,15)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
qs2 = Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x11+ Q1Q2Q3Q4x11+ Q1Q2Q3Q4x9+ Q1Q2Q3Q4 (4,5,6,7,8,9,12,14)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
qr2 = Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4+ Q1Q2Q3Q4x9x10+ Q1Q2Q3Q4x9x10+ Q1Q2Q3Q4 (1,2,3,10,11,13,15)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _
qs3 = Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4+ Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x9(2,3,5,9,12)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
qr3= Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x11+ Q1Q2Q3Q4x11+ Q1Q2Q3Q4x9x10+ Q1Q2Q3Q4x9x10+
_ _ _ _
Q1Q2Q3Q4+ Q1Q2Q3Q4(1,4,6,7,8,10,11,13,14,15)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
qs4= Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4x5+ Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x11+ Q1Q2Q3Q4x9+ Q1Q2Q3Q4x9x10+
_ _ _ _
Q1Q2Q3Q4+ Q1Q2Q3Q4(1,2,4,7,8,9,10,12,14,15)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
qr4= Q1Q2Q3Q4+ Q1Q2Q3Q4x3+ Q1Q2Q3Q4x11+ Q1Q2Q3Q4x9x10(3,5,6,11,13)
Схемаавтомата:
В Вашей схеме выходные сигналы зависят от входных, что не соответствует Вашему типу цифрового автомата
Задание 2.2
Написать микропрограмму, соответствующую заданной ГСА, с учетом заданных множества микроопераций (Y), множества проверяемых условий (Х), ёмкости запоминающего устройства (ЗУ) и начального адреса размещения микропрограммы (МП) в ЗУ. В каждом адресе запоминающего устройства может храниться 16 бит информации. Обозначение ук соответствует микрооперации, обозначающей последнюю микрокоманду в микропрограмме.
Если это допускает длина микрокоманды, использовать модификатор дисциплины перехода.
Задание 2.2 | ||||
Y | X | ёмкость ЗУ | нач. адрес МП | ГСА |
1. | 2. | 3. | 4. | 5. |
120 | 15 | 1000 | 421 | Рис.4 |
Решение:
Исходная схема (рис. 4)
Микропрограмма должна реализовать алгоритм, заданный ГСА на рисунке:
Управления объект, характеризуется следующими параметрами:
— множество проверяемых условий
— X ={x1 ,x1,… x15 .};
— множество выполняемых микроопераций
— Y ={y1 ,y2,… y120, yк } (yк — микрооперация, означающая последнюю микрокоманду микропрограммы);
— ёмкость памяти для записи микропрограмм
— Vзу = 1кбайт = 2*29 байт;
— длина ячейки памяти
— L = 16 бит;
— начальный адрес размещения составляемой микропрограммы в памяти
— Ан =421;
Исходя из характеристик управляемого объекта, следует:
— длина поля для кодирования микроопераций равна к=7
— длина поля для кодирования условий равна р=4
— длина кода адреса равна р=9
МКО
МКП
Не указано, какое соответствие у Вас между дисциплинами перехода и значением модификатора М.
Nпп | Nвер | Адрес микрокоманды | Код микрокоманды | Примечание |
1 | 1 | 0110100101 | 1.0000001.0000101.0 | |
2 | 1' | 0110100110 | 1.0010100.0000000.0 | |
3 | 2 | 0110100111 | 0.0100.011011010 .1 | 3 |
4 | 5 | 0110101000 | 1.0001000.0001101.0 | |
5 | 5' | 0110101001 | 1.0000001.0000000.0 | |
6 | 6 | 0110101010 | 0.1011.0110101000 .0 | 5 |
7 | 7 | 0110101011 | 1.0011101.0001110.0 | |
8 | 8 | 0110101100 | 0.0101. 0110110100 .1 | 10 |
9 | 9 | 0110101101 | 1.0000011.0001110.0 | |
10 | 9' | 0110101110 | 1.0001100.0000000.0 | |
11 | 11 | 0110101111 | 0.0010.0110101111 .1 | 11 |
12 | 12 | 0110110000 | 1.0001010.0000000.0 | |
13 | 13 | 0110110001 | 1.0010101.0001101.1 | |
14 | 3 | 0110110010 | 1.0000100.0000000.1 | |
15 | 4 | 0110110011 | 0.1100.0110110010 .1 | 3 |
16 | 10 | 0110110100 | 0.0000011.0001110.0 | |
17 | 0110110101 | 0.0000.0110101111 .1 | 11 |
Задание 2.2 принято.