Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Способы адресации в АПЛ
Существует 4 способа адресации:
принудительный;
естественный;
функциональный;
программируемый.
1. Принудительный способ.
Адрес следующей микрокоманды принудительно указывается в предыдущей микрокоманде.
поле условий
МК
0, 1
х
0, 1
А МК – адрес следующей микрокоманды
|
х |
Х |
А |
|
0 |
0 |
А0 |
|
0 |
1 |
А0 |
|
1 |
0 |
А0 |
|
1 |
1 |
А1 |
где х – условие;
Х – необходимость его проверки.
Недостатком этого способа является удлинение адресного поля микрокоманды. Применяется редко.
2. Естественный способ.
Предполагает размещение последовательно выполняемых микрокоманд в последовательно расположенных ячейках МПП. Если нет переходов, то адрес следующей микрокоманды определяется инкрементом предыдущей.
поле условий
МК
|
х |
Х |
А |
|
0 |
0 |
А+1 |
|
0 |
1 |
А+1 |
|
1 |
0 |
А+1 |
|
1 |
1 |
А0 |
0,1
х
0,1
+1
А
Этот метод реализован практически во всех машинах. Его достоинством является то, что, по сравнению с принудительным способом, все микрокоманды стали на адрес короче, однако на быстродействие это не влияет.
3. Функциональный способ.
Последовательно проверяет 2 флага:
0
1
1 0 1 0
А0 А1 А2 А3
Метод подразумевает объединение проверок в одну, т.е. оба флага проверяются в одной микрокоманде. Это является достоинством данного метода. Недостатком – аппаратная сложность, дороговизна.
х1
х2
А
4. Программируемый способ.
В УА аппаратно реализованы все 3 предыдущих метода. Программно выбирается наиболее эффективный.
Формат команды с непосредственным операндом:
1) 2)
3) 4)
5) 6)
5 и 6 байт – непосредственный операнд
Биты s и w интерпретируют данные:
если sw = 10 => байт
01 => слово
11 => двойное слово
disp – смещение
data – сам операнд
Однооперандная команда:
Может занимать от 2 до 4 байт. здесь хранится единственный операнд
w – размер операнда: если w = 0 => байт
1 => слово
Формат команды 32-разрядного процессора:
Команде предшествует префикс – байт, который идентифицирует находящуюся после него команду.
У префикса есть 4 поля:
1) повтор: указывает длину цепочки
2) размер адреса: коммутирует переключение 16- (R- и V-режимы) и 32-разрядных адресов (P-режимы)
3) размер операнда (32- или 16-разрядные)
4) замена сегмента. Поле, в котором указывается физический адрес сегмента, с которым мы
сейчас работаем, если он отличается от сегмента указанного по умолчанию.
Команда:
ss – множительный коэффициент, на который умножается содержимое регистра, участвующего в длинном способе адресации.
index: указывает номер регистра, в котором хранится индекс для индексной адресации.
base: номер РОНа, в котором хранится база.
sib: если байт sib присутствует в команде, то адрес операнда вычисляется с привлечением полей mod, ss, index и base. Если его нет, то как и в 16-разрядном процессоре – с привлечением полей mod и r/m.
0, 1, 2 или 4 – длина команды.
2. Как находится ток Iн в ветви с нагрузкой Rн методом эквивалентного генератора?
Метод эквивалентного генератора применяют для расчета тока в одной ветви схемы не содержащей управляемого источника и, в общем случае, не имеющей индуктивных связей с оставшейся частью схемы. Он основан на теореме об эквивалентном генераторе: любую часть схемы, рассматриваемую относительно двух зажимов, можно заменить эквивалентным генератором с параметрами , , при этом режим во внешней цепи не изменится.
МЭГ состоит в том, что сопротивление ветви, в которой требуется найти ток, считают сопротивлением нагрузки, а всю остальную часть схемы – активным двухполюсником. Этот двухполюсник заменяют эквивалентным генератором с параметрами , , и находят ток через сопротивление нагрузки.
Примерный порядок расчета
1. Выбирают положительное направление тока IН в ветви с нагрузкой.
2.Удаляют сопротивление нагрузки и в месте разрыва изображают стрелку, направленную так же, как ток в ветви нагрузки. Стрелка указывает направление напряжения холостого хода .
3. Находят величину :
- записывают уравнение по второму закону Кирхгофа для фиктивного контура, включающего и не вносящего дополнительных неизвестных UJ;
- в режиме холостого хода рациональным методом находят токи ветвей, входящие в уравнение для ;
- рассчитывают величину .
4. Определяют входное сопротивление RBX относительно точек разрыва. Возможно несколько способов:
а) ,
где - ток короткого замыкания, направленный также как ;
б) при отсутствии в схеме управляемых источников расчет входного сопротивления рациональнее всего выполнять сворачиванием схемы к входным зажимам пассивной схемы, полученной из активной схемы, путем замены автономных источников энергии их внутренними сопротивлениями;
в) в схеме с автономными и управляемым источниками энергии автономные источники энергии заменяют их внутренними сопротивлениями. К зажимам полученной схемы подключают пробный источник и рассчитывают неизвестный пробный ток. Получают как
при одинаковом направлении .
5. Рассчитывают ток через сопротивление нагрузки
.
Пример: Дано: , , , , , , .
Рис. 2.6.1
=>
,
где - ток в режиме холостого хода. можно найти:
1) из системы уравнений по законам Кирхгофа
Откуда .
2) по методу наложения
, ,
рис. 2.6.2
Согласно рис. 2.6.2:
.
Тогда: .
В TurboPascal возможна организация массива массивов, а точнее элементами массива могут быть другие массивы. Подробнее остановимся на двумерных массивах (матрицах).
а11 а12 а13…а1n Матрица – это таблица, состоящая из m-строк и n-столбцов,
а21 а22 а23…а2n где аij – это элемент матрицы.
. . . . . . i – указывает на принадлежность этого элемента к строке.
аm1 аm2 аm3…аmn j– указывает на принадлежность этого элемента к столбцу.
Если в матрице число строк равно числу столбцов (n=m), то такая матрица называется квадратной.
Описание двумерных массивов:
<список идентификаторов> : array[<список диапазонов, через запятую>] of <тип элементов массива>;
var A:array[1..5,1..5] of integer;
Или var B,C:array[1..3,1..4] of real;
Доступ к элементу двумерного массива осуществляется с помощью указания двух индексов в квадратных скобках через запятую (номера строки и номера столбца). Каждый элемент массива имеет два индекса, из которых первый указывает номер строки матрицы, второй - номер столбца.
A[1,2]:=7
|
Ввод элементов массива |
Вывод элементов массива |
|
Для двумерных массивов допускается ввод как по строкам, так и по столбцам. Способ ввода матрицы определяется тем, какой индекс (строки или столбца) изменяется первым. I Ввод элементов по строкам for i:=1 to n do for j:=1 to m do read(A[i,j]); II Ввод элементов по столбцам for j:=1 to m do for i:=1 to n do read(A[i,j]); III Ввод элементов с сообщением for i:=1 to n do for j:=1 to m do begin write(‘A[’,i,’,’,j,’]=’); readln(A[i,j]); end; |
Вывод матрицы обычно выполняется в общепринятом виде, то есть по строкам. I Вывод элементов массива в столбик for i:=1 to n do for j:=1 to m do writeln(A[i,j]:4); II Вывод элементов массива в виде матрицы (в общепринятом виде) for i:=1 to n do begin for j:=1 to m do write(A[i,j]:4); writeln; end; |
Часто при работе с двумерными массивами (матрицами) приходится оперировать с элементами, обладающими некоторыми признаками, в частности, связанными с положением элементов относительно диагоналей матрицы.
На главной диагонали: {A[i,j] ; i=j}
Ниже главной диагонали: {A[i,j] ; i>j}
Выше главной диагонали: {A[i,j] ; i<j}
На побочной диагонали: {A[i,j] ; i+j=n+1}
Ниже побочной диагонали: {A[i,j] ; i+j>n+1}
Выше побочной диагонали: {A[i,j] ; i+j<n+1}
Операции с матрицами.
Над матрицами определены следующие действия:
- сложение (вычитание) для подобных матриц
- умножение (стр.=стлб.)
- транспонирование (квадратная матрица)
- обратные матрицы.
Сложение (вычитание) матриц:
A = [aij] B = [bij] C = [cij]
i = 1,n j = 1,m
C = A +(-) B
for i := 1 to n do
for j := 1 to m do
c[i,j] := a[i,j] +(-) b[i,j]
Умножение матриц:
A = [aij] B = [bij] C = [cij]
i = 1,n j = 1,n
C = A * B
for i := 1 to n do
for j := 1 to n do
begin
c[i,j] := 0;
for k := 1 to n do
c[i,j] := c[i,j] + a[i,k]* b[k,j];
end;
Транспонирование матриц:
A = [aij] i,j = 1,n
Транспонирование – замена строки на соответствующий столбец.
Используется 2 основных метода:
for i := 1 to n do
for j := 1 to n do
b[i,j] := a[j,i]
этот алгоритм наиболее прост но менее эффективен.
for i := 1 to n-1 do
for j := i+1 to n do
begin
x:= a[i,j];
a[i,j] := a[j,i];
a[j,i]:=x;
end.
4. Обслуживание ввода/ вывода. Каналы ввода/вывода. Типы каналов. Диспетчер заданий.
Обслуживание ввода-вывода.
Это группа процессов, которые инициируются программами или самой ОС, и которые связаны с передачей информации между оперативной памятью и дисками, оперативной памятью и магнитными лентами, между магнитными лентами и магнитными дисками.
Обмен информацией осуществляется побайтно или блоками с помощью специально-выделенных каналов.
Системы ввода-вывода включают как правило группу буферов ввода-вывода, каналов ввода-вывода (рис).
Канал – это специализированная на вводе-выводе машина. Канал работает на специальной канальной программе.
Каналы делятся на три типа:
А) мультиплексные (навешано много устройств ввода-вывода, действующих медленно: поэтому канальная программа должна переключаться от одного канала к другому (принтеры));
Б) селекторные (одно устройство быстрое, с большим объёмом (винчестер));
В) DMA (Direct Memory Access – прямой доступ к памяти) – канал, выполняющий канальную программу без вмешательства центрального процессора. По окончанию программы канал генерирует прерывания по вводу-выводу, которые могут работать параллельно.
Диспетчер заданий.
В любой ОС существуют очереди:
- активных процессов;
- очередь процессов в состоянии готовности;
- очередь блокированных процессов.
Любой процесс характеризуется блоком состояния процесса (PSВ). Это структура, состоящая из полей:
- Имя процесса
- Дескриптор процесса
- Информация о системных ресурсах (начальный адрес кодового сегмента, его длина и др.)
- Номер в очереди
- Номер дескриптора процесса
- Состояние процессора
Управляет процессами (нитями) – диспетчер процессов.
Алгоритм работы диспетчера:
PROCEDURE DISPACH:
<обновить PSW активного процесса, если он есть>;
<выбрать следующий готовый процесс для передачи ему управления>.
Выбор процесса осуществляется в соответствии с некоторой стратегией LIFO, FIFO.
if <готовый процесс найден>
then
begin
<пометить выбранный процесс как активный>;
<выделить квант времени, установив привилегированной командой таймер>;
<передать управление выбранному процессу>
end
else
<перевести центральный процессор привилегированной командой в состояние простоя>;
Как выбирается процесс для активизации:
1. круговая стратегия (в мультипрограммных системах) – в этом случае все процессы считаются равноценными, и диспетчер циклически просматривает PSW всех процессов и выделяет им по очереди квант времени.
2. Выбор процессов по приоритету – приоритеты могут назначаться пользователем, либо их устанавливает ОС в целях повышения производительности всей системы. Приоритеты делятся на классы, внутри класса может быть градация, и они могут быть статическими, либо динамическими в зависимости от загрузки системы. Любой процесс обменивается с диспетчером процессов запросами о наступлении некоторого события. Для этого используют специальные внутри системные запросы.
5. Изометрическая проекция и триметрическая проекция.
В практике технического проектирования наиболее распространены аксонометрические проекции, среди которых изометрическая и триметрическая.
Изометрическая проекция (изометрия) – это проекция, для которой предполагается одинаковое масштабирование по всем трем осям. Следствием этого является равенство всех углов между проекциями координатных осей.
Триметрическая проекция (триметрия) – не накладывает никаких ограничений на масштабирование осей, следствием чего является произвольное расположение проекций координатных осей на плоскости проецирования.
Геометрические построения в изометрической проекции.
При построении изометрии масштаб по всем трём осям должен быть одинаковым, поэтому соотношение длин единичных векторов будет выглядеть следующим образом:
Аналогично, с использованием теоремы Пифагора, составим систему уравнений:
Решая эту систему относительно α и β получим углы поворота β =35.264°; α = 45°.
После подстановки значений тригонометрических функций вычисленных углов в уравнение получим матрицу преобразований для построения изометрии:
По аналогии с диметрией рассчитываются углы, которые составляют проекции осей координат с горизонталью плоскости проекции.
Триметрическая проекция не ограничена каким-либо соотношением по координатным осям, поэтому для её построения в любом случае нужно производить самостоятельные расчёты углов поворота и матриц преобразований Т, аналогично тому, как это было сделано для диметрии и изометрии.
6. Генерация кода в языковых процессорах САПР.
Чтобы рассмотреть, как формируются машинные коды, воспользуемся учебной вычислительной машиной, которая имеет один сумматор и неограниченную память.
Такая машина имеет следующую систему команд:
Команда Код Комментарий
Чтение LOAD m SUM C(m)
Запись STORE m m C(sum)
Сложение ADD m SUM C(sum) + C(m)
Вычитание SUB m SUM C(sum) - C(m)
Умножение MULT m SUM C(sum) * C(m)
Деление DIV m SUM C(sum) / C(m)
m – ячейка памяти
C(m) – содержимое ячейки
SUM – сумматор
С(sum) – содержимое сумматора
При выполнении команд будем считать, что информация копируется из источника в приемник.
Для упрощения будем формировать машинный код в символьном виде. Используемые данные будем обозначать именами переменных а не ссылками на некоторые ячейки памяти. Известно что генерация кода выполняется для программы, представленной в некоторой внутренней форме, которая получается на фазе семантического анализа. Наиболее удобная форма для генерации кода – список тетрад: тетрады располагаются в этом списке в таком порядке, в котором должны выполняться соответствующие операции. Поэтому простейший метод генерации кода состоит в следующем:
Список тетрад просматривается от начала до конца и последовательно каждая тетрада заменяется некоторой стандартной последовательностью машинных команд.
Такая послед-ть обеспечивает выполнение действий, заданных тетрадой определенного типа.
Например, для некоторых тетрад стандартный код может иметь вид:
Тетрада Код Комментарий
(+,OP1,OP2,REZ) LOAD OP1 SUM C(OP1)
ADD OP2 SUM C(sum)+C(OP2)
STORE REZ REZ C(sum)
(*,OP1,OP2,REZ) LOAD OP1 SUM C(OP1)
MULT OP2 SUM C(sum)*C(OP2)
STORE REZ REZ C(sum)
(=,OP1, ,REZ) LOAD OP1 SUM C(OP1)
STORE REZ REZ C(sum)
Покажем на примере как выполняется генерация кода таким способом.
a:=(b+d+a)*(d+b+c)
Список тетрад:
(+,b,d,T1)
(+,T1,a,T2)
(+,d,b,T3)
(+,T3,c,T4)
(*,T2,T4,T5)
(=,T5, ,a)
После выполнения МНО:
(+,b,d,T1)
(+,T1,a,T2)
(+,T1,c,T4)
(*,T2,T4,T5)
(=,T5, ,a)
Генерация кода:
|
LOAD b ADD d STORE T1
1 LOAD a 1 ADD T1 STORE T2 LOAD c ADD T1 STORE T4 2 LOAD T2 2 MULT T4 3 STORE T5 3 LOAD T5 STORE a |
LOAD b ADD d 3 STORE T1 3 LOAD T1 ADD a STORE T2 LOAD c ADD T1 3 STORE T4 3 LOAD T4 MULT T2 STORE a |
LOAD b ADD d STORE T1 ADD a STORE T2 LOAD c ADD T1 MULT T2 STORE a |
Нетрудно заметить, что полученный код является избыточным, так как содержит лишние команды записи и чтения. Уменьшить избыточность кода и повысить его эффективность позволяет следующий этап трансляции – машинно-зависимая оптимизация кода.