Розробка алгоритму операційного автомату, синтез керуючого автомату з жорсткою логікою типу Мілі - Курсовая работа

В основу проектування операційних пристроїв різного призначення покладено принцип функціонального мікропрограмування і концепцію операційних і керуючих автоматів. Таке тлумачення мікропрограмування дозволяє формалізувати синтез структур будь-яких операційних пристроїв незалежно від способу керування роботою пристрою. Необхідно відзначити, що принципи побудови і методи проектування операційних і керуючих автоматів є тою основою, на якій базується теорія і практика проектування більшої частини пристроїв ЕОМ.Множення може проводитись в прямому, оберненому та доповняльному кодах. При виконанні множення операндів, представлених в прямому коді, їх модулі множаться як цілі двійкові числа без знаків, або як дробові числа без знаків, оскільки процедура множення в обох випадках та ж сама.Усі перераховані методи можуть накладатися один на одного, що дає змогу вибрати потрібний метод множення двійкових чисел з урахуванням вимог до швидкості виконання операції та до використання апаратних затрат на реалізацію алгоритму. Виходячи з вищевикладеного можна виділити чотири варіанти схем машинного множення: Метод 1. Множник 2-n означає зсув на n розрядів вправо числа? яке заключене в дужки? тобто в даному випадку зсувається вправо множене і множення починається з старших розрядів. Структурна схема пристрою? що реалізує цей метод? наведена на рис. Це означає? що множення починається з молодших розрядів і множене зсувається вліво на один розряд в кожному такті.В ЕОМ операція множення чисел з фіксованою комою за допомогою відповідних алгоритмів зводиться до операції додавання і зсуву. Для виконання множення АЛП повинен мати регістри множеного, множника та схеми формування суми часткових добутків - суматор часткових добутків, в якому шляхом відповідної організації передач виконується послідовне додавання часткових добутків.Прискорення операції множення дозволяє істотно підвищити продуктивність ЦОМ, оскільки приблизно 70% свого часу вони витрачають на виконання цієї операції. Аналізуючи (3.2) - (3.5), можна намітити такі шляхи скорочення часу множення: зменшення часу додавання і зсуву кодів; зменшення кількості додавань і кількості зсувів кодів. Оскільки прості методи множення передбачають виконання в кожному циклі зсув кодів тільки на один розряд, то зменшити час зсуву неможливо тому, що кола для зсуву реалізують, як правило, з найменшою затримкою сигналів. Тому основні підходи щодо прискорення операції множення базуються на зменшенні кількості додавань і кількості зсувів кодів. Логічними методами прискорення множення називають такі методи, реалізація яких не вимагає змін основної структури арифметичних кіл пристрою для множення (див. рис.IMG_9fdf7010-8da3-472c-a42a-41c1116bff6a

IMG_3ac4e470-9cd0-4b78-a4aa-935f3064d6bcВ функціональному та структурному відношенні операційний пристрій поділяється на дві частини: операційний та керуючий автомати. Операційний автомат ОА служить для збереження слів інформації, виконання набору мікрооперацій i обчислення значень логічних умов, тобто операційний автомат є структурою, організованою для виконання дій над інформацією. Значення логічних умов, які обчислюються в операційному автоматі, відображаються множиною освідомлюючих сигналів X=[x(1),...,x(l)], кожний з яких ототожнюється з визначеною логічною умовою. Іншими словами, керуючий автомат задає порядок виконання дій в операційному автоматі, що зрозуміло з алгоритму виконання операцій. По відношенню до керуючого автомату сигнали g(1),...,g(h), за допомогою яких кодується найменування операції, i освідомлюючі сигнали x(1),...,x(l), що формуються в операційному автоматі, грають однакову роль: вони впливають на порядок утворення робочих СИГНАЛІВУ.В загальному випадку операційний пристрій будується по схемі. Операційний автомат ОА розділяється на три частини: память S; комбінаційну схему Ф, яка реалізує мікрооперації; комбінаційну схему ?, яка обчислює значення логічних умов.IMG_375ad064-7007-407f-a830-032b333c2f3c

IMG_cc1b896c-036f-4b1c-9786-39bbaba472f2

IMG_74db35a4-0e0e-467e-82f1-c54315178f42

IMG_b0a92778-8b3d-4a60-a3e0-cdea7f4f79cc

IMG_19c2f774-7298-4a10-8325-fe7a148e2060

IMG_6dd45070-e737-4e45-98cd-81dd1c322541Побудова словесного алгоритму: 1) У регістр А записується прямий код множеного А, який передається із вхідної шини: РГА:=Швх1 2) У регістр В записується прямий код множника В, який передається із вхідної шини: РГВ:=Швх2 3) Встановлюємо в нуль накопичувальний суматор: НСМ:=0 12) Молодший розряд накопичувального суматора приймає значення нуль: НСМ[0]=0 Вершина "Початок" і будь-яка операторна мають по одному виходу, умовна вершина має два виходи, позначених символами «1» та «0».Приклад: Перемножити на суматорі прямого коду починаючи з старших розрядів множника А=57, В=-923 з використанням описаного у пункті 1.3.1 алгоритму. Спочатку запишемо машинні зображення чисел А та В в прямих кодах з заданою розрядністю: А = 0,[0] 30...[0] 6111001; В = 1,[0] 30…[0] 111110011011 Таблиця 1 - Приклад реалізації алгорит

Зміст

ВСТУП

1. РОЗРОБКА АЛГОРИТМУ ТА ОПЕРАЦІЙНОГО АВТОМАТУ

1.1 Опис операції множення

1.1.1 Основні методи множення

1.1.2 Множення чисел з фіксованою комою

1.1.3 Прискорені методи виконання операції множення

1.2 Розробка операційного автомату

1.2.1 Формалізований опис операційного автомату

1.2.2 Структурна схема операційного автомату

1.3 Розробка машинного алгоритму

1.3.1 Побудова граф-схеми алгоритму

1.3.2 Приклад реалізації алгоритму

2. СИНТЕЗ КЕРУЮЧОГО АВТОМАТУ

2.1 Основи теорії керуючих автоматів

2.2 Опис керуючого автомату Мілі

2.3 Кодування граф-схеми автомату

2.4 Побудова таблиці переходів

2.5 Синтез керуючого автомату

3. МЕТОДИКА КОНТРОЛЮ

3.1 Теоретичні відомості

3.2 Приклад контролю виконання операції множення за допомогою 11N-коду

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ