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.	+
0	100	1	.100 010	0	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
{xs
s
s
, xp
s
p
...xf
s
f
,уn
(А J
),... уm
(А J
)} А J
,

где:

- Аi
, АJ
- соответственно, начальная и конечная вершина пути;

- xs
s
s
, xp
s
p
...xf
s
f
- условия, через которые проходит рассматриваемый путь из Аi
в АJ
;

- уn
(А J
),... уm
(А J
) - 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.