Проектування процесора для виконання (з використанням доповняльного коду без відновлення розрядів остачі) операції ділення в двійково-десятковій системі числення. Розробка алгоритму виконання операції та операційного автомату. Розробка карти прошивки.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Зміст

• Вступ
• 1. Розробка машинного алгоритму виконання операції та операційного автомату
• 1.1 Основні методи виконання операції ділення
• 1.2 Розробка операційного автомату
• 1.3 Алгоритм ділення чисел без відновлення остачі
• 1.4 Приклад виконання операції ділення
• 2. Синтез керуючого автомату
• 2.1 Загальні відомості про керуючі автомати
• 2.2 Розробка карти прошивки ПЗП
• Висновки

Завдання

Спроектувати процесор для виконання з використанням доповняльного коду без відновлення розрядів остачі операції ділення в двійково-десятковій системі числення. Синтезувати керуючий автомат побудований на принципі програмованої логіки, використовуючи примусову адресацію для чисел, поданих з плаваючою комою (розрядність мантиси - 1 десятковий розряд, порядку - 2 двійкових розряда).

Показати роботу алгоритму на прикладі чисел 47 і 45.

Анотація

В даній курсовій роботі був розроблений метод операції ділення чисел в двійково-десятковій системі числення та доповняльному коді, з плаваючою комою без відновленя розрядів. Побудовано граф-схему алгоритму виконання заданої операції.

Було проведено синтез керуючого автомату, побудованого на принципі програмованої логіки, використовуючи примусову адресацію. Розроблений алгоритм автомату, побудований алгоритм роботи автомату, структурна схема автомату.

Вступ

Обчислювальна техніка грає визначальну роль в науковому технічному прогресі нашої держави, яка сприяє підвищенню ефективності виробництва, покрашення якості продукції, росту продуктивності праці. Складність і відповідальність задач, що вирішуються сучасними ЕОМ та системами, потребують від них високої надійності та продуктивності. Тому, однією з основних проблем, які стоять перед розробниками сучасної обчислювальної техніки, є підвищення продуктивності, вітказостійкості та життєздатності [2].

В наш час основним напрямком вирішення цих проблем є побудова обчислювальних машин, які побудовані з великої кількості однорідних модулів, що створюють єдину систему шляхом встановлення логічних зв`язків між ними. В цьому суть концепції мультипроцесорних ЕОМ, частинними випадками яких є матричні, конвеєрні, з програмованою архітектурою і т.д. При цьому висовуються вимоги простоти контрольного обладнання і високої достовірності обробки інформації. Відносно апаратних затрат відмітимо, що тут суттєвіше не надлишковість кода, а додаткові витрати обладнання на реалізацію контроля.

В основу проектування операційних пристроїв різного призначення покладено принцип функціонування мікропрограмування і вважати пристрої, як композицію операційного і керуючого автоматів. При цьому мікропрограмування - це спосіб опису функцій операційних пристроїв безвідносно до технічних засобів, які використовуються для їх реалізації. Таке тлумачення мікропрограми дозволяє формулювати синтез структур будь-яких операційних пристроїв незалежно від способу керування роботою пристрою.

Необхідно відмітити, що принципи побудови і методи проектування операційних і керуючих автоматів є тою основою, на якій базується теорія і практика проектування більшої частини пристроїв ЕОМ.

1. Розробка машинного алгоритму виконання операції та операційного автомату

1.1 Основні методи виконання операції ділення

Ділення двійково-десяткових чисел аналогічно діленню десяткових чисел. Процес ділення складається з того, що послідовно розряд за розрядом шукаються цифри частки шляхом підбору з послідуючим множенням цієї цифри на дільник і відніманням цього добутку із діленого.

Із множини різних методів виконання операції ділення розглянемо найбільш розповсюджені. Насамперед це - "шкільний” алгоритм ділення, який полягає в тому, що частка на кожному кроці віднімається стільки раз із діленого (починаючи із старших розрядів), скільки це можливо для отримання найменшої додатної остачі. Тоді в наступний розряд частки записується цифра, яка дорівнює числу дільників, які містяться в діленому на даному кроці. Таким чином, весь процес ділення зводиться до операцій віднімання і зсуву [5].

Другий метод виконання операції ділення полягає в множені діленого на обернену величину дільника. Тут виникає нова операція - обчислення оберненої величини, яка здійснюється за відомими наближеними формулами (наприклад, розкладанням в біноміальний ряд Ньютона і т.п.). в цьому випадку в склад команд машини повинна входити спеціальна операція для знаходження оберненої величини.

До найбільш розповсюджених методів виконання операції ділення відноситься також метод, який полягає в використанні наближеної формули для знаходження частки від ділення двох величин. Від методу множення обраних величин він відмінюється тим, що частка визначається за деякою формулою, яка зводиться до виконання операцій додавання, віднімання і множення.

алгоритм процесор система счислення

Для того щоб алгоритм ділення чисел з фіксованою комою працював правильно, необхідно щоб виконувалась умова А<B, де А-ділене, В-дільник. Якщо ця умова не виконується, то ділення дробових операндів може призвести до переповнення розрядної сітки машини, і відповідно, до грубого викривлення результату.

Ознакою переповнення являється формування одиниці в знаковому розряді модуля частки, оскільки зазвичай операція ділення проводиться лише над модулями вихідних чисел. Визначення знака частки, таким чином, являється самостійною операцією. Зазвичай ділення в машинах з фіксованою комою виконується в два етапи.

1-й етап - визначається знак частки шляхом додавання знакових цифр діленого та дільника за модулем.

2-й етап - виконується ділення модулів вихідних чисел, округлення модуля частки (якщо це передбачає алгоритм), після чого до нього приписується знак визначений на першому етапі.

1.2 Розробка операційного автомату

В будь-якому пристрої обробки цифрової інформації можна виділити операційний та керуючі блоки.

Операційний блок складається з регістрів, суматорів та інших вузлів, які здійснюють прийом з зовнішнього середовища і зберігають коди слів, перетворюють їх та видають в зовнішнє середовище результат, а також передають в керуючий блок повідомляючі сигнали, які належать до множини.

Операційний блок виконує деякий набір елементарних перетворень інформації, наприклад такої, як передача слова з одного регістра в другий, взяття оберненого коду, зсув та ін. Виконання цих операцій ініціалізується надходженням в операційний блок відповідних сигналів з деякої множини керуючих сигналів [6].

Для реалізації операції ділення в доповняльному без відновлення остачі частки чисел з плаваючою комою потрібні такі структурні вузли

Для реалізації операції ділення в оберненому коді без відновлення остачі чисел з плаваючою комою потрібні такі структурні вузли

8-розрядний накопичувальний суматор НСМ, який буде використовуватися для зберігання діленого та зберігання остачі і-го кроку ділення;

4-розрядний регістр числа В РгВ, який буде використовуватися для зберігання мантиси дільника;

4-розрядний регістр числа А РгА, який буде використовуватися для зберігання мантиси діленого;

4-розрядний регістр порядку числа А РгАп, який буде використовуватися для зберігання порядку діленого;

4-розрядний регістр порядку числа В РгВп, який буде використовуватися для зберігання порядку дільника;

4-розрядний накопичуючий суматор НСМ1 доповняльного коду для формування і зберігання доповняльного коду дільника В;

Логічний елемент, що реалізує операцію "сума за модулем 2”, для визначення знаку результату ділення;

Лічильник (Ліч1) для підрахування кількості кроків ділення;

Лічильник (Ліч2) для формування чергової цифри частки;

8-розрядний регістр числа С РгС, який буде використовуватися для зберігання результату ділення, тобто частки;

Вхідні дані (ділене та дільник) надходять в пристрій через шину вхідних даних ШДвх.

Результат (частка) видається з пристрою через шину вихідних даних ШДвих.

Структурна схема операційного автомату наведена додатку А.

Таблиця 1.1

Для операційного автомату визначимо: вхідні і вихідні сигнали.

Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y18

РгА: =ШДвх Другие файлы: Проектування процесора для виконання операції ділення у двійково-десятковому коді Розробка машинного алгоритму та операційного автомату для виконання операції ділення в двійково-десятковій системі числення з відновленням остачі у об... Виконання операцій множення і ділення у двійковій системі числення Методам виконання множення, способам його прискорення і раціональній побудові пристроїв для множення завжди приділялася значна увага в розробках і в т... Алгоритм операції множення Розробка машинного алгоритму операції множення в доповняльному коді з пропуском тактів додавання в двійковій системі числення з старших розрядів чисел... Системне програмування та операційні системи Метою курсової роботи є розробка системних програм мовою асемблера або мовою високого рівня з вставками мовою асемблера. Конкретне завдання визначаєть... Системи числення Системи числення — це сукупність прийомів та правил запису чисел за допомогою цифр чи інших символів. Запис числа у деякій системі числення називаєтьс...