Ортогональная многопроцессорная система

19) Я (11)51) 5 066015 16 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ С ЕЛЬСТВУ 2 изобретения - увеличсчет Обеспеченияблоками обработкиоты системы Цепьму, содержацую и потоком данных, Цепь производительности за данными между всеми мации За Один такт р гается тем, что в сист обработки информац вых блоков памяти, вве блок обработки инФО генератор, узел син узел формирователей ль 1 3 табл,10 ил. и. йю 48-47 роблем модепироэнергетике МНОГОПРОЦЕССОРпроцессорная система ехнике, в частности к спительным системам с анд и множественным(71) Институт иАН УССР(57) Ортогональная мноотносится к вычислительнмногопроцессорным вычимножественным потоком аб ДОПИе блоков ии, матрицу и х и двухпортоден п-входовый элемен И, а рмации содержит тактовый хронизации, узел обработки,сигналов выборки. 1 зпф5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При этом сигнал "Конец цикла блока обработки" единичного уровня, формируемый в узле обработки в процессе исполнения оператора РОЯТ, подается на КЦПВх узла синхронизации, откуда он подается на счетный вход (объединенные 1- и К-входы) триггера 16(2) и всякий раз опрокидывает его, подключая тем самым к блоку обработки либо строку, либо столбец блоков памяти,Последней функцией узла синхронизации является фиксация сигнала "Конец цикла блока обработки", осуществляемая триггером 16(Ц путем подачи единичного (активного) уровня этого сигнала на 1-вход этого триггера, что устанавливает триггер 16(1) в единичное состояние. Кроме того, единичный уровень с выхода триггера 16(1), воздействуя на О-вход триггера 13, устанавливает его в единичное состояние, В исходное (нулевое) состояние триггер 16(1), а следовательно, и триггер 13 устанавливаются сигналом "Конец цикла системы" единичного уровня, формируемым на выходе элемента И 3.Функции узла формирователей следующие, В режиме записи информации в блоки памяти происходят инвертирование и передача (р+1)-(р+и)-разрядов адреса (маски) в зависимости от значения сигнала "Переключение" либо на выходы ВСтрВых, либо на выходы ВСтбВых, В режиме чтения информации из блоков памяти происходят дешифрация содержимого (р+1) - (р+ +Д-разрядов адреса и выдача результата дешифрации в зависимости от значения сигнала "Переключение" либо на выходы ВСтрВых, либо на выходы ВСтбВых.Формирователи 9(1), 9(2) маски и шинные формирователи 11(1), 11(2) совместно с дешифрато ром 8 образуют коммутатор с одной линии на четыре, работа которого определяется табл,3. Формиоователи 9(1) и 9(2) маски функционируют в режиме записи информации в блоки памяти, шинные формирователи 11(1) и 11(2) - в режиме чтения информации иэ блоков памяти.Режим работы формирователей 9(1) и 9(2) маски, шинных формирователей 11(1) и 11(2) задает дешифратор 8 режима буферов, на адресные входы которого подаются сигналы "Переключение" и ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ, формируемые соответственно в узле 5 синхронизации и узле 6 обработки, Каждая из четырех возможных комбинаций этих сигналов активизирует один из формирователей 9(1), 9(2), 11(1) и 11(2), что иллюстрирует табл,3, Дешифратор 8 стробируется сигналом ЯТ = КЦПИЛСИЛ Ар-и+1, поступающим с выхода элемента И - НЕ 12 на его стробирующий вход. В режиме записи информации (3/Ч - О) содержимое (р+1)-(р+и)-разрядов адреса с входов АВх узла формирователей подается на информационные входы формирователей 9(1) и 9(2) маски, В зависимости от значения сигнала "Переключение" содержимое этих разрядов инеертируется и выдается либо на ВСтрВых, либо на ВСтбВых процессора. Напомним, что сигнал "Переключение" меняет свое значение после каждого исполнения оператора РОВТ,В режиме чтения информации из блока памяти (р+1) - (р+ф-разряды адреса поступают на входы дешифраторов 10(1) и 10(2), с выхода которых результат дешифрации подается на информационные входы соответственно шинных формирователей 11(1) и 11(2), В зависимости от значения сигнала "Переключение" результат дешифрации поступает либо на ВСтрВых, либо на ВСтбВых узла формирователей,Рассмотрим работу процессора в целом с учетом рассмотренных выше функций его отдельных узлов, Синхроимпульсы, формируемые формирователем 4 синхроимпульсов, поступают на СИВх узла 5 синхронизации, и если триггер 13 узла синхронизации установлен в ноль, то синхроимпульсы передаются на СИВых узла 5, откуда они подаются на СИВх узла 6 обработки, обеспечивая его функционирование в соответствии с программой, и на вход СИВх узла.7 формирователей, в котором они обеспечивают необходимые временные соотношения сигналов выборки, выдаваемых на ВСтрВых и ВСтбВых процессора, При выполнении всех адресных операций Ао - Ар и сигнал ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ выдаются соответственно с АВых и 3/Ч Вых узла обработки на АУДВых процессора, Ар+1 Ар+и+1 с АВых узла обработки поступают на АВх узла формирователей,В режиме записи информации в блоки памяти разряды адреса Ар- Ар+и, в которые помещается маска, инвертируются и выдаются на ВСтрВых при нулевом уровне сигнала "Переключение" и на ВСтбВых при единичном его уровне, на выходах АУДВых кроме укаэанных выше сигналов устанавливается М-разрядный операнд, что в совокупности обеспечивает его запись в те блоки памяти, не входы выборки которых поступает сигнал выборки нулевого уровня.В режиме чтения информации с блоков памяти в узле 7 формирователей осуществляется дешифрация Ар- Ар+3 и результат дешифрации поступает на ВстрВых при нулевом уровне сигнала "Переключение" и на ВСТВых при единичном его уровне, обеспечивая выборку одного блока памяти, опе 21 18392615 10 15 20 25 30 40 45 50 55 ранд с которого поступает на АУДВых процессора, При нулевом значении стробирующего сигнала СТ на выходе элемента И-НЕ 12 выходы формирователей 9(1) и 9(2) маски шинных формирователей 11(1) и 11(2) остаются в высокоимпедансном состоянии.В цикле исполнения оператора РОЯТ на КЦПВых узла обработки устанавливается сигнал единичного уровня, который, поступая на КЦПВх узла 5 синхронизации, выполняет следующие функции; формирует новое значение сигнала "Переключение", которое с ПВых узла синхронизации подается на ПВх узла 7 формирователей, зафиксированный триггером в узле 5 синхронизации он поступает на КЦПВых и далее на один из входов элемента И, информируя таким образом систему об окончании очередной итерации и готовности выполнения новой итерации, переводит процессор в режим ожидания тем, что блокирует прохождение синхроимпульсов на СИВых узла синхронизации,Сигнал "Конец цикла системы", формируемый элементом И 3, поступает на КЦСВх блока обработки, который является и одноименным входом узла синхронизации, сбрасывает сигнал "Конец цикла блока обработки" в узле синхронизации, восстанавливая тем самым прохождение синхроимпульсов на его СИВых.Рассмотрение функционирования блоков памяти целесообразно проводить в контексте функционирования системы в целом, тем более что, как условлено выше, специфическими системными операциями (мнемоническое имя ЯТ) считают все операции с циклом чтения информации из блоков памяти и операцию, реализующую оператор РОЯТ и связанное с ее исполнением формирование системного сигнала "Конец цикла системы", которым завершается выполнение очередной итерации или шага интегрирования в системе.При выполнении любой адресной операции 1-м блоком обработки на его выходах АУДВых устанавливаются значение адреса Ао - Ар, сигнал ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ, которые по соответствующей шине подаются на АУД 1 Вх всех блоков памяти 1-й строки матрицы и на входы АУД 2 Вх всех блоков памяти 1-го столбца матрицы, Кроме того, в режиме записи информации на выходе АУДВых процессора устанавливается М-разрядный операнд, который по упомянутой шине одновременно поступает на АУД 1 Вх всех блоков памяти 1-й строки матрицы и на АУД 2 Вх всех блоков памяти 1-го столбца матрицы, при этом сигнал ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ принимает значение уровня логического "0".Если запись операнда осуществляется в блоки памяти 1-й строки матрицы, то инвертированное значение маски устанавливается на выходах ВСтрВых 1-го блока обработки, каждый разряд которого поступает на вход выборки порта 1, соответствующегоданному разряду маски блока памяти 1-й строки матрицы. При этом во все блоки памяти, на вход выборки порта 1 которых поступает сигнал нулевого уровня, осуществляется запись одного и того же операнда и по одному и тому же адресу(режим трансляции).Если запись операнда осуществляется в блоки памяти 1-го столбца матрицы, то инвертированное значение маски устанавливается на выходах ВСтбВых 1-го блока обработки, каждый разряд которого поступает на вход выборки порта 2, соответствующего данному разряду маски блока памяти 1-го столбца матрицы. При этом во все блоки памяти, на вход выборки порта 2 которых поступает сигнал нулевого уровня, осуществляется запись операнда.В режимечтения информации вырабатываемый сигнал ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ принимает значение, равное логической "1", Если при этом 1-й блок обработки информации осуществляет чтение из 1-й строки матрицы,то результат дешифрации (р+1)-(р+Д-разрядов адреса устанавливается на выходах ВСтрВых блока обработки, Тогда на входе АУД 1 Вх блока памяти, на вход В 1 Вх которо. го подан сигнал нулевого уровня, устанавливается записанный в соответствующей ячейке операнд, который по соответствующей шине данных подается на АУДВых блока обработки. Заметим, что двунаправленные выходы данных блока обработки и двунаправленные входы данных порта 1 блока памяти выполняют соответственно функции входов данных блока обработки и выходов данных порта 1 соответствующего блока памяти,Аналогично в режиме чтения информации из блока памяти 1-го столбца матрицы результат дешифрации (р) - (р+ р)-разрядов адреса устанавливается на выходах ВСтбВых блока обработки, а считанный из соответствующего блока памяти операнд поступает на шину данных с входа АУД 2 Вх, по которой он далее поступает на АУДВ ых блока обработки,В режиме исполнения инструкции РОЗТ на выходе КЦПВых блока обрабртки устанавливается единица, которая предварительно запоминается в узле синхронизации1839261 23 24 Таблица 1 Вход Выход Полное наименование входа или выхо- Краткое обозначение входа или выхо а да Блок об аботки Вход "Конец цикла системы" Выход "Конец цикла блока обработки" Выходы "Выборка в строке" Выходы адреса, управления и двунаправленные выходы данных Выходы "Выборка в столбце" Формирователь импульсов Вьход синхроимпульсов Узел синхронизации Вход "Конец цикла блока обработки" Вход синхроимпульсов Вход "Конец цикла системы" Вход старшего разряда адреса Выход "Переключение"КЦСВх КЦПВых ВСтрВых АУДВых ВСтбВых СИВых КЦПВх СИВх КЦСВхАСВх ПВцх СИВыхКЦПВых Выход синхроимпульсов Выход "Конец цикла блока обработки"Выход "Конец цикла блока обработки инверсный" О-триггер О-вход . Вход синхроимпульсов Прямой выход Инверсный выходК-триггер 1-вход К-вхоКЦПИВцх СИВх и меняет значение сигнала "Переключение", С выхода КЦПВцх блока обработки сигнал КЦП единичного уровня поступает на один из входов элемента И 3, после чего блок 1(1) обработки, если он не является в 5 системе последним блоком обработки, выдавшим сигнал КЦП, переходит в режим ожидания. Как только последний блок обработки выдает сигнал КЦП на соответствующий вход элемента И 3, на выходе элемента 10 И 3 формируется сигнал КЦС единичного уровня, который свидетельствует об окончании очередной итерации(шага интегрирования) в системе. Этот сигнал поступает на КЦСВх всех блоков обработки, сбрасывает в ноль триггеры, которые хранили сигнал КЦП, разблокирует прохождение синхроимпульсов на узлы обработки, начиная тем самым новую итерацию (шаг интегрирования).18 ЗЧ 261Продолжение табл. 1ход синхрямоУзел оКоВыхравленнход ЗАПзел фород "Перход синцивыходы "Выбоыходы "Выбшифратоход нулевВход первходПервытоТрет Четвер иронЦодДешифратоАдреВыхнный фмациход влоВыб27 1839261 28 Продолжение табл, 1 Таблица 2 Х -Таблиц орм о ко- -го фавло дод ки безразличное состояние, остояние высокого импеданса,1, ОРТОГОНАЛЬНАЯ МНОГОПРОЦЕ СОРНАЯ СИСТЕМА, содержащая и бло обработки информации, матрицу идвухпортовых блоков памяти, причем в ды-выходы управления, адреса, данных блока обработки информации (где = 1, и) соединены с входами-выходами упр ления, адреса, данных первого порта б ков памяти 1-й строки матрицы блоков мяти и входами-выходами управления, реса, данных второго порта блоков пам 1-го столбца матрицы блоков памяти, вы "Выборка в строке" -го блока обрабо информации соединен с входами "Выборка первого порта" блока памяти 1-й строки матрицы блоков памяти, выход "Выборка в столбце" 1-го блока обработки информации соединен с входами "Выборка второго порта" блоков памяти 1-го столбца матрицы блоков памяти, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности системы за счет обеспечения обмена данными между всеми блоками обработки информации эа один такт работы системы, в нее введены и-входовый элемент И, выход которого соединен с входами "Конец цикла системы" всех блоков обработки информации, выход "Конец цикла блока обработкиинформации" 1-го блока обработки информации соединен с 1-м входом и-входового элемента И.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок обработки информации содержит 5 тактовый генератор, узел синхронизации, узел обработки, узел формирователей сигналов выборки, причем выход тактового генератора соединен с входом запуска узла синхронизации, первый вход которого яв ляется входом "Конец цикла системы" блока обработки информации, первый выход узла синхронизации соединен с входами синхронизации узла обработки и узла формирователей сигналов выборки, выход "5 "Выборка в строке" которого является одноименным выходом блока обработки информации, выход "Выборка в столбце" которого соединен с одноименным выходом узла формирователей сигналов выборки, вход "Конец цикла блока обработки информации" которого соединен с вторым выходом узла синхронизации, второй вход которого соединен с выходом "Конец цикла блока обработки информации" узла обработки, адресный выход которого соединен с .одноименным входом узла формирователей сигналов выборки и является адресным выходом блока обработки информации, старший разряд адреса адресного выхода узла обработки информации соединен с третьим входом узла синхронизации, третий выход которого соединен с входом "Переключение выборки" 35 узла формирователей сигналов выборки, вход признака запись-чтение которого соединен с одноименным выходом блока обработки информации, выход данных узла обработки является одноименным выхо дом блока обработки информации, четвертый выход узла синхронизации соединен с выходом "Конец цикла блока обработки информации" блока обработки информа 45 ции, узел формирователей сигналов выборки содержит дешифратор режима, первый и второй шинные формирователи маски, первый и второй дешифраторы канала, первый и второй шинные формирователи, элемент И - НЕ, причем вход "Переключение выборки" узла формирователей сигналов выборки соединен с первым информационным входом дешифратора режима, второй информационный вход которого соединен с входом признака запись-чтение узла формирователей сигналов выборки, входы синхронизации и "Конец цикла блока обработки информации" которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИНЕ, вход адреса узла формирователей сигналов выборки соединен с третьим входом элемента И - НЕ, с входами первого и второго дешифраторов канала и первым входом первого и второго шинных формриователей маски, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами дешифратора режима, третий выход которого соединен с первым входом первого шинного формирователя, второй вход которого соединен с выходом первого дешифратора канала, четвертый выход дешифратора режима соединен с первым входом второго шинного формирователя, второй вход которого соединен выходом второго дешифратора канала, выход второго шинного формирователя маски соединен с выходом второго шинного формирователя и является выходом "Выборка в столбце" узла формирователей сигналов выборки, выход первого шинного формирователя соединен с выходом первого шинного формирователя маски и является выходом "Выборка в строке" узла формирователей сигналов выборки, выход элемента И - НЕ соединен с управляющим входом дешифратора режима, 383926118392614а бМ Прцзнак о 5 ращеиаяблаком памяЯо Юро ко Уажг Глох прес ячеоко йма л ю РЮР1839261 оставитель А. Сигарехред М. Моргента Корректор П, Гереши ак чикова аз 34 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 Производстве тельский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул,Гагарина, 105 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реализации алгоритмов численных методов решения систем уравнений.Известен самый крупный параллельный процессор 1.1 АС-И - это многопроцессорная система, состоящая из 64 идентичных процессорных элементов, одновременно управляемых одним центральным устройством управления (ЦУУ). В каждый момент времени все процессорные элементы по сигналу от ЦУУ выполняют одну и ту же операцию, так что одновременно выполняется до 64 операций(1).Недостатком этой вычислительной системы является ее малая эффективность при решении системы "разреженного" типа. В этом случае большинство процессорных элементов бездействуют большую часть времени и ее вычислительные возможности используются неоптимально,Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система параллельной обработки данных, которая характеризуется тем, что имеет ступенчатую архитектуру и содержит главный процессор и К линейно подключенных дополнительных процессоров, Система содержит матрицу размерности Й х Й буферных запоминающих устройств, через которые производится передача данных между главным процессором и одним из линейно подключенных дополнительных процессоров, а также между двумя любыми линейно подключенными процессорами (2,1,Недостатком устройства-прототипа является его низкая производительность при реализации численных методов решения систем уравнений, так как оно не может обеспечить быстрый обмен данными между всеми процессорами системы на каждой итерации. Для того, чтобы И линейно подчиненных процессоров обменялись друг с другом хотя бы одним операндом, на каждом шаге требуется й(й - 1) последовательных машинных тактов, длительность каждого из которых равна длительности операции обмена (записи в буферное запоминающее устройство). Кроме того, дополнительное в ремя требуется на синхронизацию процессов записи и чтения в буферное запоминающее устройство на каждом шаге итерации, для чего каждый линейно подключенный процессор должен информировать главный процессор о стадии, в которой находится реализуемое им задание. На основе такой информации, получаемой на каждом шаге итерации от каждого линейно подключенного процессора, главный процессор осуществляет синхронизацию обмена и инициирует начало каждого очередного шага итерации, Последнее обстоятельство делает принципиально невозможным линейный рост производительности системы с увеличением числа процессоров в ней, что является ее другим существенным недостатком,Целью изобретения является увеличение производительности системы синхронизации обмена информацией эа счет обеспечения обмена данными между всеми блоками обработки информации за один такт работы системы.Цель достигается тем, что ортогональная многопроцессорная система, содержащая и блоков обработки информации, каждый из которых содержит формирователь синхроимпульсов и узел обработки, и квадратную матрицу размерности и х и двухпортовых буферов памяти, каждый из которых обладает емкостью 2 Р й разряд+1ных слов, дополнительно содержит и-входовой элемент И, выход которого соединен с входами "Конец цикла системы" всех блоков обработки информации, причем в каждом 1-м блоке обработки 0 = 1,п) выход "Конец цикла блока обработки" соединен с 1-и входом и-входового элемента И, )-й выход "Выборка в строке" соединен с входом "Выборка порта 1" буфера памяти (1,1+) при 1+и и буфера памяти (1, и-1) при 1+1л, )-й выход "Выборка в столбце" соединен с выходом "Выборка порта 2" буфера памяти (1+1, 1)при+)и ибуф.ера памяти(п+), 1) при 1+3и, выходы адреса, управления и двунаправленные выходы данных соединены с одноименными входами порта 1 всех буферов памяти 1-й строки матрицы и порта 2 всех буферов памяти 1-го столбца матрицы, каждый блок обработки в системе содержит узел синхронизации и узел формирователей, при этом вход "Конец цикла системы" узла синхронизации является одноименным входом блока обработки, О, 3,р-выходы адреса, выход ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ и двунаправленные выходы данных узла обработки образуют выходы адреса, управления и двунаправленные выходы данных блока обработки, выходы "Выборка в строке" и "Выборка в столбце" узла формирователей являются соответственно одноименными выходами блока обработки, выход "Конец цикла блока обработки" узла синхронизации является одноименным выходом блока обработки, выход формирователя синхроимпульсов соединен с входом синхроимпульсов узла синхронизации, вход "Конец цикла блока обработки" узла синхронизации соединен с выходом "Конец цикла блока обработки" узла обработки, выход синхро 183926150 55 импульсов узла синхронизации соединен с входом синхроимпульсов узла обработки и с входом синхроимпульсов узла формирователей, р+1, р+2. р+и+1-выходы адреса узла обработки соединены с соответствующими входами адреса узла формирователей, а р+и-выход адреса соединен и с входом старшего разряда адреса узла синхронизации, выход ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ узла обработки соединен с входом ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ узла формирователей, выходы "Переключение" и "Конец цикла блока обработки" узла синхронизации соединены соответственно с одноименными входами узла формирователей, узел синхронизации состоит из О-триггера, элемента И, элемента ИЛИ и первого и второго К-триггеров. причем вход синхроимпульсов О-триггера, 1- вход и К-вход первого К-триггера, первый вход элемента И являются соответственно входами синхроимпульсов, "Конец цикла системы", "Конец цикла блока обработки" и старшего разряда адреса узла синхронизации, прямые выходы первого и второго 1 К- триггеров, инверсный выход О-триггера и выход элемента ИЛИ являются соответственно выходами "Конец цикла блока обработки", "Переключение", "Конец цикла блока обработки инверсный" и синхроимпульсов узла синхронизации, О-вход и вход синхроимпульсов О-триггера соединены соответственно с прямым выходом первого 1 К-триггера и с вторым входом элемента ИЛИ, прямой выход О-триггера соединен с вторым входом элемента И, выход элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами синхроимпульсов первого и второго 1 К-триггеров, 1.-вход первого 1 К-триггера соединен с К-входом и с 1-входом второгоК-триггера, узел формирователей состоит из дешифратора режима буферов, первого и второго формирователей маски, первого и второго дешифраторов канала чтения, первого и второго шинных формирователей, элемента И-НЕ, причем и информационных входов первого формирователя маски совместно с первым входом элемента И - НЕ образуют вход адреса узла формирователей, и ри этом первый вход элемента И-НЕ соответствует старшему р+и+1-разряду адреса, входы нулевого разряда и первого разряда дешифратора режима буферов являются соответственно входами "Переключение" и ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ узла формирователей, второй и третий входы элемента И - НЕ являются соответственно входами синхроимпульсов и "Конец цикла блока обработки инверсный" узла формирователей, выходы первого и второго формирователей маски 5 10 15 20 25 30 35 40 45 являются соответственно выходами "Выборка в строке" и "Выборка в столбце" узла формирователей, выход элемента И - .НЕ соединен с входом строба дешифратора режима буферов, первый, второй, третий и четвертый выходы дешифратора режима буферов соединены с входами выборки соответственно первого формирователя маски, второго формирователя маски, первого шинного формирователя и второго шинного формирователя, информационные входы первого формирователя маски соединены с соответствующими информационными входами второго формирователя маски, Риз них, соответствующие р+1, р+2.р+ ф-разрядам адреса, соединены также с входами первого и второго дешифраторов канала чтения, причем 8 ==одопп, если одоп 6 й, и 1 о = еп одоп+1, если одоп К й, где й -множество положительных целых натуральных чисел и епт 1 од 2 п - целая часть одо, выходы первого и второго дешифраторов канала чтения соединены соответственно с информационными входами первого и второго шинных формирователей, выходы которых соединены соответственно с соответствующими выходами первого и второго формирователей маски,Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая ортогональная многопроцессорная система отличается наличием новых узлов и элементов: и-входового элемента И в системе и по узлу синхронизации и узлу формирователей в каждом блоке обработки и новыми связями, что в совокупности удовлетворяет критерию "Новизна".Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что для реализации алгоритмов численных методов решения систем уравнений широко используются вычислительные системы класса ЯМО (единственный поток команд - множественный поток данных). Однако в тех случаях, когда параллельность алгоритмов невыгодно представлять в регулярной форме, что может иметь место при "разреженной" матрице коэффициентов, появляется необходимость в применении систем класса М 1 МО (множественный поток команд - множественный поток данных). Специфика рассматриваемого класса алгоритмов такова, что при их реализации резкое возрастание интенсивности системного обмена, которым в системах класса М 1 МР управляют операционные системы, приходится по времени на конец каждого шага итерации, что приводит к перегрузке программно-аппаратного механизма обме 1839261на и, как следствие, к снижению суммарной производительности системы.В заявляемой системе параллельные ветви алгоритма не представляются в виде процессоров, в силу чего системный информационный обмен, не являясь процессом передачи сообщений, осуществляется посредством адресных команд процессора без участия операционной системы. Причем в качестве операции обмена может выступать любая адресная команда процессора при условии, что ее адресная часть попадает в определенный и абсолютный диапазон значений. Проблема синхронизации обмена нашла свое решение на программно-аппаратном уровне, при этом в систему команд, свойственную однопроцессорной ЭВМ, введена всего лишь одна команда, Отмеченные обстоятельства приводят к увеличению производительности системы и максимально упрощают процедуру обмена. что с учетом простоты наращивания, легкости и дешевизны создания на основе предложенного решения специализированных многопроцессорных систем под заданную систему уравнений позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия",На фиг.1 представлена структурная схема многопроцессорной системы; на фиг,2 - структурная схема блока обработки информации; на фиг.3 и 4 приведены соответственно структурная схема узла синхронизации и узла формирователей; на фиг.5 показан формат адресной команды блока обработки; на фиг,б и 7 приведены форматы адресных частей команд обращения к буферам памяти соответственно с циклом записи информации и циклом чтения информации; на фиг.8 показана блок-схема программы решения системы в алгебраических уравнений методом простых итераций на однопроцессорной ЭВМ; на фиг.9 - блоксхема программы одной из и параллельных ветвей алгоритма решения той же системы и тем же методом на заявляемом устройстве; фиг,10 иллюстрирует форму и временные параметры синхроимпульсов.Многопроцессорная система (фиг.1) содержит блоки 1(1), 1(2),1(п) обработки информации, матрицу и х п двухпортовых блоков 2 памяти и элемент И 3, Здесь и в дальнейшем в скобках, которые следуют сразу после номеров позиций, указан порядковый номер одинаковых по своему функциональному назначению блоков. Последовательность двух арабских цифр, разделенных запятой и заключенных в круглые скобки, указывает на положение буфера памяти в матричной структуре. Просто циф рой в скобках обозначены номера линий в шине, Входы блоков, узлов и элементов расположены на левых сторонах, а их выходы - на правых сторонах соответствующих позиций. Нумерация как входов, так и выходов идет сверху вниз, В тех случаях, когда указанный порядок нумерации нарушается, вход или выход пронумерован отдельной цифрой в скобках, Входц и выходы всех блоков и узлов поименованы по названию сигналов и имеют краткое обозначение, приведенное в табл,1.Каждый блок 1(1) обработки предназначен для программной реализации части ал 5 10 горитма, выполняемого системой, и осуществления взаимодействия с другими двоичными операндами. Он содержит 20(фиг,2) формирователь 4 синхроимпульсов,узел 5 синхронизации, узел 6 обработки иузел 7 формирователей.В систему команд блока обработки входит стандартный набор операций: арифметико-логические операции. операции управления, к которым отнесены операции безусловного и условного переходов и обращение к подпрограммам, и операции вво 25 да/вывода. Кроме того, для осуществления синхронизации обмена в систему команд блока обработки введена команда РОУЗ. Операцией обмена может служить любая адресная команда блока обработки при условии,. что ее адресная часть заключена в определенном абсолютном диапазоне значений. В блоке обработки допустимо использование любой системы адресации, Зак как в нем отсутствуют специальные коман 30 35 40 ды обмена, то часть адресного диапазона отведена для обращения к буферам памяти и процедурой обмена является процесс обращения посредством адресной команды в определенную фиксированную область па 45 мяти в абсолютном фиксированном диапазоне адресов. Для иллюстрации использована адресная система команд, На фиг,5 изображен возможный формат й-разрядной адресной команды, в котором раэряды 0 - (р+п+1) отведены под адрес, а разряды (р+и+2) - (М) - под код операции, при этом имеется в виду, что емкость буфера составляет 2 Р слов, Единица в старшем р+п+1- Р+1разряде адреса служит признаком обращения к блокам памяти, младшие р+1 разрядов отведены для кодирования ячейки в блоке памяти. В адресной части команды записи в блоки памяти (фиг,6) (р) - (р+л 1). разряды адреса предназначены для маскирования блоков памяти, в которые процессорами системы, Арифметико-логи ческие операции, выполняемые блоками обработки, производятся над И-разрядными(3) 50 55 необходимо записать заданный операнд, В адресной части команды с циклом чтения из блоков памяти (фиг.7) (р+1)-(р+фразряды адреса предназначены для кодирования номера блока памяти, причем /3 = одоп, если од 2 п 6 й, и ф= ем од 2 п+1, если од 2 п Ю и.Для реализации единой системы адресации каждому блоку обработки информации присвоен абсолютный номер, который обозначен на структурной схеме цифрой в круглых скобках (фиг.1). Кроме того, для определения адресных частей команд обмена в каждом блоке обработки введена внутренняя (относительная) нумерация всех остальных блоков обработки.Комер в блока Щ) обработки в системе нумерации блоков 1 обработки определяется из соотношения При записи информации-м блоком обработки в блоке памяти адресная часть команды записи определяется из соотношения где А= 1, если осуществляетсязапись в блок 2( Ц ),О, если запись в блок 2,1,) не производится;- номер ячейки блока памяти, в которую производится запись.При чтении информации -м блоком обработки из ячейки с номером а блока 2(1,) памяти адресная часть команды определяется из соотношения А = 2 Р+(2" + и; - 1) + а. Все примеры, которые далее приведены, относятся к частному случаю системы. Каждый блок обработки ее имеет 24-разрядную команду, в которой под адресную часть отведены 16 разрядов. Четыре младших из них предназначены для кодирования ячейки блока памяти, т,е. р = 3 и наибольшее допустимое число блоков обработки в системе при такой разрядности адресной части команды и = 11.В качестве примера производятопределение адресной части команды записи информации в 13-ю ячейку блоков 2(4,2), 2(4,5), 2(4,7) и 2(4,11) памяти,Вычисляют по формуле (1) относительные номера блока обработки 2, 5, 7 и 11 в системе нумерации четвертого процессора: па 2= 11 - 4+2 =9; паб=5-4=1, па 7=7-4=3 па,11= 11-4= 7. По формуле (2) определяют адреснуючасть кОманы записи Аа 2 з(2 2+ 29+ 21+ 2 з+ + 2 ) + 13 10 = 94501 б, Для чтения четвертым блоком обработки записанного в 13-ю ячейку блоков 2(4,2),2(4,5), 2(4,7) и 2(4,12) памяти операнда необходимо последовательно производить чтение с использованием адресных команд сциклом чтения информации из памяти. Приэтом адресные части команд чтения инфор. мации из блоков 2(4,2), 2(4,5), 2(4,7) и 2(4,11)памяти определяются из соотношения (3) и соответственно равныАа,2 = 2 (2 + 9 - 1) + 1310 = 8080 б. 20 Ааб=2 (2 +1-1)+131 отб:Аа,7 = 2 2+ 3 - 1) + 13 1 о = 80201 б;Аа,11 = 2 (2 + 7 - 1) + 13 ю = 80601 б, Блок 2(, памяти является двухпорто. вой памятью с двумя тристабильными дву направленнь 1 ми информационнымивыходами, которые на структурной схеме являются соответственно частью входа АУД 1 Вх для порта 1 и частью входа АУД 2 Вх иэ порта 2. На каждый иэ названных входов, 30 кроме того, поступают (р+1)-разрядные адреса и сигналы ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ. Он предназначен для записи, чтения и хранения информации и является частью ОЗУ соответствующих ему двух процессоров систе мы. Доступ к блоку 2(Ц) памяти через порт 1имеет блок 1 обработки и через порт 2 - блок 1(1) обработки.Формирователь 4 синхроимпульсовпредназначен для формирования синхро импульсов и выполнен по типовой схеме(см. Микропроцессоры,/Под ред, чл,-корр, АН СССР Л.Н.Преснухина, М,: Высшая школа, 1986, книга 2. Средства сопряжения. Контролирующие информационно-уп равляющие системы, с,270, рис,2,26).Узел 5 синхронизации (фиг.3) предназначен для фиксации сигнала "Конец цикла блока обработки", формирования сигнала "Переключение" и длительности положительной фазы синхроимпульсов, Он состоит из 0-триггера 13, элемента И 14, элемента ИЛИ 15 и К-триггеров 16(1) и 16(2).Узел 6 обработки предназначен для обработки информации по заданной программе, Он содержит арифметико-логическое устройство, микропрограммное устройство управления, память программ и данных. В качестве узла обработки допустимо использование широкого диапазона устройств, начиная от универсального процессора иХк = Хк,55 кончая отдельными операционными узлами типа матричного умножителя, которые однако обеспечивают формирование необходимого набора управляющих сигналов, адреса и операнда на их выходах. Одним иэ возможных вариантов арифметико-логического устройства, устройства управления, памяти данных и программ являются схемы, описанные в упомянутой монографии (с,270 - 284, рис.2.28, 2.32, 2.33, 2.35).Узел 7 формирователей (фиг.4) предназначен для формирования сигналов выборки соответствующих блоков памяти как функции от значений разрядов адреса Ар+1 - Ар+и+, а также сигналов ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ, "Переключение" и "Конец цикла блока обработки инверсный", Он содержит дешифратор 8 режима буферов, формирователи 9(1) и 9(2) маски, дешифраторы 10(1) и 10(2) канала чтения, шинные формирователи 11(1) и 11(2), элемент И-НЕ 12. В качестве формирователей маски использованы шинные формирователи с инверсией (типа 589 АП 26),Для иллюстрации работы системы рассмотрим процесс решения на ней методом простых итераций системы линейных уравнений аидаХ=ВХ+Ь, (4) где В - заданная числовая квадратная матрица и-го порядка;В 6 Я - заданный вектор (свободный член),Итерационная последовательность векторов строится по формулеХк = ВХК- Ь, К = 1,2, (5) Пусть порядок системы больше числа процессоров, т,е, щи, тогда искомый вектор можно разложить на и составляющих векторов где Х = ВХ+ Ь 1;В- числовая матрица размерности в х хв;Ь 6 8 - заданный вектор (свободный член).Вектор Х имеет компоненты Х 1+, Хг 1+2,. ,Хщ+т.в,а,"), п При ) 1 где 1 =0 при=1,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 причем п = п,1=Следовательно, решение системы 3 легко распараллелить таким образом, чтобы вычисление каждого 1-го вектора осуществлялось в 1-м блоке обработки информации, Для определенности полагают, что пц 2 р ,На фиг.8 и 9 приведены для сравнения блок-схемы решения системы (4) на однопроцессорной и заявляемой системе соответственно, Решение системы (4) на однопроцессорной ЭВМ осуществляется в соответствии с блок-схемой на фиг.8. В блоке 1 (К)-у вектору присваивается начальное значение, в блоке 2 происходит определение К-х компонент вектора по формуле (5), в блоке 3 осуществляется сравнение нормы вектора с заданным числом и. если выполняется условие1 Х -Х я,то происходят выдача результата и окончание программы, в противном случае (К)-у вектору присваивается значение вычислительного К-го вектора и весь цикл вычислений повторяется, начиная с блока 2. Перед тем как рассматривать рещение системы (4) на заявляемой системе рассматривают основные принципы ее межпроцессорного обмена.Блок 1 обработки в зависимости от состояния системы имеет доступ к блокам памяти или только 1-й строки, или только 1-го столбца матрицы, Блоки 1(1) и 10) обработки взаимодействуют только через блоки 2(1, 1) и 2(3, 1) памяти, Для обращения к блокам 2(1,и 20, 1) памяти в блоке 1(1) обработки используется один и тот же интервал адресов. Обращение к блокам памяти можно осуществлять любой адресной арифметикологической операцией(а не командами ввода-вывода). Все блоки обработки информации в любой произвольный момент времени могут иметь доступ либо только к соответствующим строкам, либо только к соответствующим столбцам блоков памяти, т,е. в системе не может быть двух блоков обработки, один из которых имел бы доступ к строке, а другой в зто же самое время - к столбцу блоков памяти, Следовательно, в системе в любой произвольный момент времени не существует блока памяти, доступ к которому имели бы более одного блока обработки, Переключение доступа к строке на доступ к столбцу осуществляется в системе синхронно.В заявляемой системе при решении системы (4) каждый)-й блок обработки информации выполняет в соответствии с блок-схемой программы, приведенной нафиг.9, предназначенную ему часть общесистемного алгоритма, функционируя параллельно с остальными блоками обработки, вычисляя при этом на каждом шаге итерации щ 1 компонент вектора и обмениваясь ими с другими блоками обработки. Назначение двух первых блоков аналогично назначению двух блоков уже рассмотренной выше блок-схемы на фиг,8 и отличается лишь числом вычислительных компонент. В блоке 3 осуществляется запись вычисленных компонент в блоки памяти для использования их другими блоками обработки информации на следующем шаге итерации. В блоке 4 происходит выполнение единственного оператора РОЗТ, исполнителем которого блок обработки информирует систему об окончании им данной итерации и готовности приступить к выполнению следующей. Выполнение каждой новой итерации начинается одновременно всеми блоками системы по исполнении оператора РОЯТ на предыдущей итерации последним блоком обработки информации, т,е. тем блоком обработки, каждая итерация которого требует наибольшего времени (если таковая существует). В общем случае каждый блок обработки информации после исполнения им оператора РОЯТ(кроме блока обработки, выполнившего оператор РОЗТ последним) и начала новой итерации некоторый промежуток времени 1 о находится в режиме ожидания, Режим ожидания осуществляется аппаратными средствами. С точки зрения программиста блок обработки после исполнения оператора РОЯТ переходит сразу к выполнению блока 5 без каких-либо промежуточных программных процедур, связанных с режимом ожидания. Назначение блоков 5, 6 и 7 соответствует блокам 3, 4 и 5 рассмотренной выше блок-схемы на фиг.8, Единственная их особенность состоит в том, что часть необходимых компонент, вычисленных остальными блоками обработки информации, считывается иэ соответствующих блоков памяти,Система адресных команд блока обработки, как уже отмечено, имеет особенность, связанную с определением исполнительного адреса при обращении к блокам памяти. Эта особенность заключается в том, что каждая ячейка блока памяти имеет некоторый абсолютный адрес Ал в адресном пространстве -го блока обработки и абсолютный адрес А в адресном пространстве )-го блока обработки, причем в общем случае А 1 Ау, Методика вычисленияэтих адресов описана выше,Для записи операторов пррграмм используется общепринятая мнемоника, в ка 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 торой каждый оператор записывается в одну строку и имеет четыре поля, однако одно (или более) из этих полей в конкретном операторе может быть пустым. Первое поле называется полем имени, используется для определения символических имен данных или сегментов команд, Второе (поле операции) содержит мнемоническое .имя операции, реализуемое текущим оператором. Третье поле (поле операнда) задает аргументы выполняемой операции, Четвертое поле (поле комментария) не влияет на объективную программу и используется для записи комментария.Мнемоническое обозначение оператора записи операнда в память имеет вид БТ АОВ, по исполнении которого операнд, находящийся в аккумуляторе процессора, записывается по адресу. определяемому символическим именем ЛОЯ,Оператор одновременной записи операнда -м блоком обработки в блоки 2(1,)1), 2(, )2)2(,1) памяти по адресу А имеет видАСТМА (, 11, )2,. + А,Так, запись Т МА (3, 1, 4, 7) + б предписывает третьему блоку обработки запись операнда, находящегося в ега аккумуляторе, в шестую ячейку блоков 2(3,1), 2(4,4) и 2(3,7) памяти,Чтение операнда из блока памяти может осуществляться под управлением арифметика-логической адресной команды, Достаточно ограничиться рассмотрением оператора сложенияА 00 МА(+ А,который предписывает 1-у блоку обработки сложить содержимое своего аккумулятора с содержимым А-й ячейки блока 2,памяти и результат поместить в аккумулятор.Отметив характерные особенности адресных команд, необходимо подчеркнуть, что с учетом этих особенностей каждый блок обработки информации может иметь любую систему команд, причем отличную от системы команд других блоков обработки.Обратимся к решению системы (4) на заявляемой многопроцессорной системе, При выполнении блоков 1 и 2 блок-схемы на фиг.9 каждый блок обработки информации работает автономно и его функционирование не имеет отличий от функционирования обычной однопроцессорной ЭВМ. Формирователь 4 синхроимпульсов каждого блока обработки формирует последовательность синхроимпульсов с параметрами Т и Ь (фиг.10). При этом параметры синхроимпульсов различных блоков обработки могут быть различны. С выхода формирователя синхроимпульсов (фиг,2) синхроимпульсы поступают на вход СИВх узла 5 синхрониза 1839261 1655 ции, Если в выполняемой операции нет обращения к блокам памяти, то синхроимпульсы, пройдя по цепям узла синхронизации, подаются с его выхода СИВых на вход СИВх узла 6 обработки. Узел обработки, который построен по классической схеме процессора, выполняет операции в соответствии с программой, хранящейся в его памяти программ, При реализации блока 3 происходит засылка вычисленных компонент вектора каждым блоком обработки в те блоки памяти, которые указаны в поле операнда соответствующих инструкций записи, При этом нет необходимости в предварительном программном анализе состояния загружаемых блоков памяти. Строго говоря, загрузку компонент вектора лучше производить прямо по мере их вычислений при реализации блока 2 данной программы, но для того, чтобы подчеркнуть особенность загрузки и раскрыть на;ляднее работу системы, он выделен в отдельный блок, Загрузка компонент вектора осуществляется под управлением оператора.В процессе решения заданной системы уравнений нэ каждой новой итерации в блоке обработки происходит переключение строки блоков памяти на столбец и наоборот, при этом вновь подключаемый столбец (строка) содержит всю необходимую информацию, занесенную остальными блоками обработки на предыдущем шаге итерации. Совокупность блоков памяти, доступных в данный момент блоку обработки, определяет состояние триггера 16(2) в узле 5 синхронизации,Блок 1(1) обработки может осуществлять доступ при нулевом состоянии триггера 16(2) только к блокам памяти 1-й строки матрицы. а при единичном состоянии триггеры 16(2) только к блокам памяти 1-го столбцаматрицы,Так, при исполнении оператора АОО МА (3,4) + 5 блоком 1(3) обработки при нулевом состоянии его триггера 16(2) осуществляется чтение операнда из пятой ячейки блока 2(3,4) памяти, а при единичном его состоянии - из блока 2 (4,3) памяти. К блокам 2(4,3) и 2(3,4) памяти может иметь доступ и блок 1(4) обработки, но к блоку 2 (3,4) памяти блок 1(4) обработки имеет доступ при единичном состоянии его триггер 16(2), к блоку 2(4,3) памяти - при нулевом его состоянии, Таким образом, для любой произвольной пары блоков обработки существует доступная только им единственная парэ блоков памяти, через которую они и осуществляют обмен информацией.В процессе начальной установки триггеры 16(2) всех блоков обработки информации 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 устанавливаются в нулевое состояние, и тогда каждый блок обработки имеет доступ кблокам памяти соответствующей строки,при этом в системе не существует блокапамяти, доступ к которому имели бы болееодного блока обработки. При таком состоянии триггеров 16(2) каждый блок обработкиначинает выполнение программы (фиг,9) напервой итерации, завершив запись необходимых компонент в блоки памяти соответствующей строки, каждый блок обработкиисполнением оператора РОЗТ выдает единицу на соответствующий вход элемента И3, на выходе которого по окончании каждойочередной итерации вырабатывается единичный сигнал, который каждый раз опрокидывает триггеры 16(2) всех блоковобработки, заменяя тем самым доступ блокаобработки к соответствующей строке на доступ к соответствующему столбцу или наоборот, так что вторую операцию каждыйблок обработки начинает с выполнения блока 5 при единичном состоянии его триггера16(2), и возможностью доступа к соответствующему столбцу блоков памяти. в которыхуже произведена запись необходимых компонент вектора, вычисленных остальнымиблоками обработки и необходимых блокуобработки при реализации блоков 5 и 6 программы,К примеру, если блоком 1(4) обработкив процессе выполнения блока 3 на нечетнойитерации необходимо записать одну иэ компонент в 15-ю ячейку блоков 2(4,2), 2(4,4),2(4,5), 2(4,7) и 2(4,11) памяти, то зто достигается исполнением оператора ЯТ МА (4, 2, 5,7, 11)+ 15,Вычисляют по описанной выше методике адресную часть команды записип 42 = 11-4+2 =9;п 4,4 = 11 - 4+ 4 = 11,п 45=5-4= 1;п 4 т=7-4=3;п 4,11 = 11 - 4 = 7,А 4 2 з(212 + 2 в + 211 + 21 + 2 з ++ 2 ) + 15 = О 45 Р 16.На очередной четной итерации. выполняя блоки 5 и 6, блоки 1(2), 1(4), 1(5), 1(7) и1(11) обработки используют эту компоненту,Пусть каждый из них загружает ее в свойаккумулятор исполнением соответственнооператоров1 О МА (2,4) + 15;О МА (4,4) + 15,ЕО МА (5,4) + 1 5;Ю МА (7,4) + 15:О МА (1 1,4) + 1 5,Адресные части соответствующих команд загрузки вычисляют в соответствии стпи же методикой.п 2 а =4-2 =2;паа= 11-4+ 4= 11,п 5,а = 11 - 5+ 4 = 10;пт,а = 11 - 7 + 4 = 8,п 11,а = 11 - 11 + 4 = 4;А 2,.а = 2 (12 + 2 - 1) + 15 = 801 Е;Аа,а = 2 (2 + 11 = 1) + 151 о = 80 АЕ 1 б; А 5,а = 2 (2+ 10 - 1) + 151 о = 809 Е 16; Ат,а. = 2,2 + 8 - 1) + 151 о = 807 Е 16;А 11,а = 2 (2 + 4 - 1) + 151 о = 803 Е 1 б, На четной итерации блок 1(4) обработки командой ЯТО 45 Е записывает компоненту уже в блоки 2(2,4), 2(4,4), 2(7,4) и 2(11,4) памяти. Блоки 1(2), 1(4), 1(5), 1(7) и 1(11) обработки исполнением команд соответственно 1 О 801 Е, 1.0 80 АЕ, 1.О 809 Е, 1 О 807 Е и 1 О 803 Е на очередной итерации загружают ее в свои аккумуляторы, Таким образом осуществляется обмен информацией между блоками обработки,Чтобы перейти к работе блоков, узлов и элементов системы, остановимся вкратце на методике, которую используют при этом рассмотрении. Блок обработки для заявляемой системы может быть получен на базе практически любого известного процессора путем некоторой его модернизации. Для этой цели выделяют в нем два основных узла; формирователь синхроимпульсов и узел обработки, К этим двум узлам добавляют новые узлы, которые позволяют функционировать блоку обработки в системе и не оказывают никакого влияния на исходную систему функций процессора, Чтобы стало возможным функционирование блока обработки в системе, в его систему команд введена команда синхронизации (оператор РОЯТ) и перераспределено адресное пространство, часть которого отведена для обращения к блокам памяти, Поэтому остановимся на специфических для функционирования системы операциях, оставив вне рассмотрения весь спектр вопросов, связанных с функционированием процессора фон-неймановского типа. Такими операциями являются операции с циклом обращения к блокам памяти и команда синхронизации. Специфика обращения к блокам памяти посредством адресных команд является спецификой использования адресной части команды, которая не имеет отражения в их микропрограммах.Каждая операция блока обработки занимает. кэк известно, несколько микротактов, количество которых определяет ее микропрограмма, При рассмотрении функционирования блока обработки и узла обработки опускают рассмотрение отдельных микротактов, в которых происходят считывание команды, дешифрация кода операциии т,па рассматривают лишь микротакт, при котором на соответствующих выходах блока или узла устанавливаются исполнительный адрес, операнд и необходимые управляющие сигналы, существенные для функционирования системы в целом,При таком рассмотрении функционирование узла обработки может быть представлено табл.2. В ней весь набор адресных ем сигнала 3/Ч (ЗАПИСЬ/ЧТЕНИЕ), который определяет режим работы памяти при выполнении той или иной адресной команды. Причем режим чтения имеет место при 3/Ч = 1, а режим записи - при 3/Ч = О.Выход АВых разбит на четыре группы, каждая из которых несет определенную функциональную нагрузку. Ар+и+1 - это старший разряд адреса, значение которого, равное единице, в нашем случае является признаком обращения к блокам памяти. Нулевое значение старшего разряда адреса является признаком обращения процесса к своей локальной памяти, которое выпадает из рассмотрения, Как видно из табл.2, при исполнении оператора РОЯТ на выходе КЦПВых узла обработки формируется сигнал нулевого (неактивного) уровня. На двунаправленном выходе данных АВых узла 6 устанавливается операнд, который при 3/Ч= = 1 передается из блока памяти в узел 6 и при 3/Ч = 1 - из узла 6 в блок памяти,Узел 5 синхронизации (фиг.3) работает следующим образом.В исходном состоянии триггеры 13, 16(1) и 16(2) установлены в нулевое состояние, при котором синхроимпульсы, подаваемые на СИВх узла синхронизации и далее на один из входов элемента ИЛИ 15, на другой вход которого подается нулевой уровень с выхода элемента И 14, поступают беспрепятственно на выход СИВых узла синхронизации. Одной из функций узла синхронизации является блокирование в некоторых случаях прохождения синхроимпульсов, которое может осуществлять О-триггер 13 подачей сигнала единичного уровня на один из входов элемента И 14, на другой вход которого подается значение Ар+и+1 старшего разряда адреса с узла 6 обработки, В случае формирования на выходе элемента И 14 единичного уровня он далее поступает на один из входов элемента ИЛИ 15, формируя на выходе последнего единичный уровень, что воспринимается блоком обработки как увеличение длительности исходного синхроимпульса.Другой функцией узла синхронизации является формирование сигнала "Переключение", которое осуществляет триггер 16(2). 15 20 25 30 35 40 45 50 55 10 команд блока обработки заменяют значени