Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Математика /

Алгебра и начала анализа.

←предыдущая следующая→  
1 2 



Скачать реферат


столь сложной, что умножение в совре¬менных ЭВМ предпочитают реализовать другим, так называемым алгоритмическим способом, о котором речь пойдет ниже.

В то же время многие, более простые функции, например функции сложения двух чисел, реализуются комбинационными схемами приемлемой сложности. Соответствующая схема носит наименование параллельного сумматора.

Следует заметить, что успехи микроэлектроники делают воз¬можным построение все более сложных схем. Если еще в 60-е годы каждый логический элемент собирался из нескольких физи¬ческих элементов (транзисторов, диодов, сопротивлений и др.), то уже к началу 80-х годов промышленностью выпускаются так называемые интегральные схемы, содержащие многие сотни и даже тысячи логических вентилей. При этом важно подчеркнуть, что не только сами логические элементы, но и соединения меж¬ду ними (т. е. вся схема в целом) изготовляются одновременно в едином технологическом процессе на тонких пластинках хими¬чески чистого кремния и других веществ размерами в доли квад¬ратного сантиметра. Благодаря этому резко уменьшилась стои¬мость изготовления схем и повысилась их надежность.

Обладая возможностью реализовать любые ф и к с и р о в а н н ы е зависимости между входными и выходными сигналами» комбинационные схемы неспособны обучаться, адаптироваться к изменяющимся условиям. На первый взгляд кажется, что такая адаптация обязательно требует структурных изменений в схеме,. т. е. изменения связей между ее элементами, а возможно, и со¬става этих элементов. Подобные изменения нетрудно реализовать путем механических переключении. Однако такой путь практи¬чески неприемлем из-за резкого ухудшения практически всех параметров схемы (быстродействия, габаритов, надежности и др.).

Существует гораздо более эффективный путь решения ука¬занной проблемы, основанный па введении в схему в дополнение к уже перечисленным логическим элементам так называемых элементов памяти. Помимо своих входных и выходных сигналов, элемент памяти характеризуется еще третьим информационным параметром—так называемым состоянием этого элемента. Со¬стояние элемента памяти может меняться (но не обязательно) лишь в заданные дискретные моменты времени t1,t2, ... под влиянием сигналов, появляющихся на его входах в эти моменты. Наиболее употребительна так называемая синхронная организа¬ция работы элементов памяти, при которой моменты их возмож¬ных переключении (изменении состояния) следуют друг за дру¬гом через один и тот же фиксированный промежуток времени t = const, называемый тактом. Эти моменты определяются обычно с помощью импульсов, вырабатываемых специальным тактирующим синхрогенератором. Количество тактовых импуль¬сов, выдаваемых им в течение одной секунды, называется так¬товой частотой.

В современной электронике употребляются в основном двоич¬ные элементы памяти, состояние которых представляет собой бу¬леву величину. Иными словами, элемент памяти способен запом¬нить всего лишь один бит информации. При необходимости запоминания большего количества информации используется составная память (запоминающее устройство), состоящая из некоторого множества элементов. В реальных условиях это мно¬жество, разумеется, всегда конечно, хотя в теоретических исследованиях бывает удобно рассматривать и бесконечную память (по крайней мере потенциально).

В простейшем случае множество элементов памяти организу¬ется в так называемый регистр, т. е. в (конечную) линейно упо¬рядоченную последовательность элементов, называемых разряда¬ми (ячейками) регистра. Разряды нумеруются последовательны¬ми натуральными числами 1, 2, ..., п. Число п этих разрядов на¬зывается длиной регистра.

Состояния в, отдельных разрядов составляют (булев) вектор о, называемый состоянием регистра. Входные и выходные сигна¬лы отдельных разрядов рассматриваемого регистра (также пред¬полагаемые булевыми) составляют соответственно входной х и выходной у (векторные) сигналы данного регистра.

Заметим еще раз, что в подавляющем большинстве случаев у = а.

Обычная последовательностная схема, называемая также конечным автоматом, составляется из регистра памяти и двух комбинационных схем.

Условность подобного представления заключается прежде всего в том, что в схеме с чисто двоичными сигналами нельзя переключить сигнал и на один из выходов, а на других выходах де иметь ничего (это был бы третий вид сигнала, отличный как от 0, так и от 1). Кроме того, в подавляющем большинстве слу¬чаев схемы нецелесообразно строить отдельно одну от Дру¬гой, так как при этом, вообще говоря, возрастает общее число используемых логических элементов. Однако эти условности не меняют главного — сделанных оценок для числа различных ком¬бинационных схем, реализуемых конечным автоматом. Кроме то¬го, при некоторых реализациях двоичных сигналов (например, импульсами различной полярности) в электронных схемах есте¬ственным образом реализуется и третий вид сигнала, а именно, отсутствие каких-либо импульсов. В этом случае предложенная интерпретация фактически теряет свою условность и может быть реализована практически.

Процессоры

Процессором называется устройство, способное выполнять не¬который заданный набор операций над данными в структуриро¬ванной памяти и вырабатывать значение заданного набора логи¬ческих условий над этими данными.

Стандартная схема процессора состоит из двух устройств, на¬зываемых обычно арифметико-логическим устройством (АЛУ) и устройством управления (УУ). В схему АЛУ включается структурированная память, состоящая, как правило, из регист¬ров, к которым может добавляться один или несколько стеков, С помощью специальных комбинационных схем в структуриро¬ванной памяти может осуществляться тот или иной набор пре¬образований.

Как уже отмечалось выше, преобразования (операции), зада¬ваемые комбинационными схемами, на сегодняшнем этапе раз¬вития микроэлектроники предпочитают делать достаточно про¬стыми. Поэтому операции, выполняемые АЛУ за один такт син¬хронизирующего генератора, называются микрооперациями, а со¬ответствующий их выполнению такт — микротактом. Выбор той или иной микрооперации осуществляется путем подачи кода этой микрооперации на специальный управляющий вход АЛУ.


←предыдущая следующая→  
1 2 



Copyright © 2005—2007 «Mark5»