Принцип работы вычислителя

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине

"Вычислительная техника и информационные технологии"

Нижний Новгород 2012 г.

I. Задание на курсовую работу

Курсовая работа предусматривает:

изучение принципа действия упрощенной модели автоматического вычислителя типа программируемого микрокалькулятора, структурная схема которого изображена на рис. 1;

программирование в двоичных кодах алгоритма вычислений, предписываемых функцией F=f к (a, b, c, d) из таблицы 10 методических указаний, где индекс k задает номер варианта и определяется предпоследней i=1 и последней j=4 цифрами моего варианта:

1) N=10i+j=34; K=N=34;

2) ;

) a=N+15=49; b=N+13=47; c=N+5=39; d=N=34.

При этом программу следует разместить в память команд (ПК), начиная с ячейки № i=3, а операнды a, b, c и d - в память данных (ПД), начиная с ячейки № j=4;

синтез конечного автомата (КА), реализующего функции устройства управления (УУ) на рис.1;

выполнение вручную всех расчетов согласно в двоичной системе счисления с выдачей всех промежуточных и окончательного результатов.

Рисунок 1 - Структурная схема вычислителя

II. Теоретическая часть

Состав вычислителя

В состав вычислителя входят: арифметико-логическое устройство АЛУ (ALU), регистр RgQ, память команд ПК, память данных ПД, устройство управления УУ (конечный автомат КА), мультиплексор MS, элементы управляющей логики И1, И2.

Принцип работы вычислителя

В ПК записываются команды, в ПД - операнды (данные).

Управление ПК и ПД осуществляется с помощью УУ сигналами V1-V7, которые подаются в виде 0 и 1 на указанные устройства.

Сначала выполняется первая (верхняя) команда (она записана в регистрах (строчках) ПК) и по указанным в ней адресам выбирает из ПД нужные данные (числа) для операндов X и Y (аргументов, над которыми выполняются заданные операции). Для выполнения необходимой операции над X и Y в АЛУ подается КОП (код операции). Полученный результат из АЛУ выдается в регистр результата RgQ. Если этот результат промежуточный, то он записывается в ПД в ячейку (РОН) с адресом, который указан в команде. Если результат конечный, то он из RgQ подается на выход (например, на дисплей). Устройство управления (УУ) главным образом определяет очередность выбора команд. В данном случае это последовательный переход по счету от одной команды к другой (от одного адреса к другому). Поэтому УУ представляет собой счетчик, на выходе Q которого появляется двоичная комбинация, определяющая число сосчитанных входных импульсов. Управление заключается в подаче импульса запуска и выключении УУ после выполнения всех операций по заданной функции.

III. Практическая часть

. Присвою данным операндам определенные РОН

"а" помещаю в ячейку РОНj=РОН4;

"b"→РОНj+1=РОН5;

"с"→ РОНj+2=РОН6;

"d"→ РОНj+3=РОН7

Введу вспомогательные переменные:

e = → РОН8

f = → РОН9

g = → РОН10

h = → РОН11

АЛУ выполняет следующие операции:

, код операции - 010;

, код операции - 011;

, код операции - 100;

, код операции - 101;

. Составляю блок-схему алгоритма вычисления.

Алгоритм вычислений реализуется последовательным выполнением команд K1,…,K9, каждая из которых обеспечивает выполнение операций.

Таблица 1 - блок-схема работы вычислителя.

K1	РОН4 РОН5вычисление e = и размещение результата в RgQ
K2	(РОН8) RgQ	перезапись e из RgQ в РОН8.
K3	вычисление f = и размещение результата в RgQ
K4	(РОН9) RgQ	перезапись f из RgQ в РОН9
K5	вычисление g = и размещение результата в RgQ
K6	(РОН10) RgQ	перезапись g из RgQ в РОН10.
К7	вычисление h = и размещение результата в RgQ
К8	(РОН11) RgQ	перезапись h из RgQ в РОН11.