Вычислительная машина со структурной интерпретацией входного алгоритмического языка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) Ш) щее устроис посредствен че скому уст знаков, сх запоминающеформирователустройство лиза призна соединены с управления м трицами мик управления,натным счетчик грамм связаны уровней к стар выборки части уровня и шинам работы микропр м, матри микропро"от младшихигналовстаршегокончания между собошим шинаммикрокоман сигналов граммы младшего уро ня, координатн между собой от младшим шинами СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт кибернетики АН СССР172) В.М.Глушков, С.Б.Погребинский,А.А.Стогний, В.Д.Лосев и Н.Е.Король153) 681.321 (088.8)154)(57) ВЬЗЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА СО;запоминающее устройство с символьнойорганизацией, устройство управленияпроцессом интерпретации входногоалгоритмического языка, оперативные.регистры для хранения промежуточнойинформации в процессе вычислений,арифметическое устройство, схемы анализа информации, устройства ввода ивывода, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью упрощения структу.ры, экономии оборудования, запоминаю. тво машины подключено кено к табличному арифметиойству, схеме анализа приме анализа переполнений го устройства и к блоку ей кода, арифметическое одсоединено к схеме анаов, все блоки машины шинами микросигналов ашиной, связанными с ма опрограмм устройства подключенными к коордиые счетчики соединены (фстарших уровней кустановки начальногою208353 Известна вычислительная машина соструктурной интерпретацией входного, алгоритмического языка, содержащаязапоминающее устройство с символьной 5организацией, устройство управленияпроцессом интерпретации входногоалгоритмического языка, оперативные ф регистры для хранения промежуточнойинформации в процессе вычислений, 1 Оарифметическое устройство, схемы,анализа информации, устройства ввода ивывода.Предлагаемая машина отличается отизвестных тем, что ее запоминающее 15устройство подключено непосредственно к табличному арифметическому устройству, схема анализа признаков,схема анализа переполнений запоминающего устройства и к блоку формирователей кода, арифметическое устройство подсоединено к схеме анализапризнаков, все блоки машины соединены с шинами микросигналов управления1машиной, связанными с матрицами микро 225программ устройства управления, подключенными к координатным счетчикам,Матрицы микропрограмм связаны междусобой от младших уровней к старшимълшинами сигналов выборки части микрокоманды старшего уровня и шинами сигналов окончания работы микропрограммы младшего уровня, координатныесчетчики соединены между собой отстарших уровней к младшим шинами установки начального адреса, Это позволяет упростить структуру машины иЭКОНоиить ее оборудование. 40 ти, кодовых шин 35 И 36 СХЕМЫ аиаЛИза информации, щин 37 сигналов управления разветвлением микропрограммы,шин 38 сигналов включения микропрограммы уплотнения информации в запо 45 минающем устройстве, кодовых шин 39ввода-вывода,Работает машина следующим образом,Задача, записанная в алгоритмическом языке, с помощью устройства 9тельно символ 208353 ма машины.Машина состоит из запоминающего устройства 1, представляющего собой память одного уровня адресации для исходной программы, исходных, промежуточных и окончательных результатов блока оперативных регистров 2-4, используемых для хранения адресной и символьной информации, а также для организации стековой памяти в произольных местах запоминающего устройпереполнения памяти н прекращаетвычисления,Для организации стеков в любомместе запоминающего устройства исобработки информации, схемы 7 переполнения памяти, переводящей машинупри заполнении всей памяти в режимее уплотнения, арифметико-логическихтаблиц 8, непосредственно преобразующих информацию, устройства 9 вводавывода, позволяющего осуществлятьпосимвольный ввод программы и исходных данных в запоминающее устройство,а также вывод результатов в соответ-ствующем заданию оформлении,Устройство 10 микропрограммногоуправления представлено в виде микропрограммных матриц 11-13 различныхуровней со своими координатными счетчиками 14 и 15, 16 и 7, 18 и 19.На чертеже показаны также основные функциональные связи машины, образованные при помощи шин 20 и 21сигналов изменения кода координатныхсчетчиков микропрограммных матриц,шин 22 микросигналов управления устройствами, шин 23 и 24 микросигналовмладшего уровня, управляющих выборкой части микрокоманды старшего уровня, координатных шнн 25 и 26 управления матрицами; шин 27-29 установкиначальных адресов в координатныхсчетчиках микропрограммных матриц,кодовых шин 30 и 31, связывающихблок оперативных регистров и блок кодовых формирователей, кодовых шин 32,связывающих запоминающее устройствос блоком кодовых формирователей,кодовых шин 33, связывающих запоминающее устройство с арифметико-логическими таблицами, адресных шин 34 динатных счетчиках начального состояния автомата);от младших к старшим - шинами посылки сигналов выборки части микроФМЕ И тютт ъйривеличидности. диапаэон чисел коли.ифр в порядке), а также положеапятой никак не ограничены. Приакциях сложения, вычитания и умно- :;ия целых чисел длина чисел также не ограничивается.Интерпретацию входного языка осуществляет устройство микропрограммно- . го управления машины. Под интерпретацией понимается процесс непосредственного преобразования программы, записанной во входном языке, в язык микросигналов.Вначале устройство микропрограммного управления машины осуществляет предварительную обработку программы, перекодирует некоторые символы и служебные слова с целью экономичной записи задачи в запоминающем устройстве, но оставляет неизменной саму программу. При этом составляется некоторое количество вспомогательных таблиц, необходимых для дальнейшей обработки информации, и производится синтаксический контроль программы.После предварительной обработки информация в запоминающем устройстве размещается следующим образом:зона 1 зоназонаВ зонеразмещается описание задачи в алгоритмическом языке, Конец.г о - еделяются в х е, .гения конкретной эад Они могут быть произвольной д. пределах объема запоминающего ства.далее в соответствии с алгоритмоминтерпретации устройство микропро. граммного управления осуществляет поиск первого выполнимого оператора, выполняет его и переходит к поиску следующего выполнимого оператора.Вычисленные значения записываются последовательно в свободные ячейки эоны .,При получении новых значений переменных запись их осуществляется, начиная с текущего свободного места памяти. Прежние значения переменных при этом не уничтожаются. В таблице адресов переменных указывается новый адрес значения. Так продолжается до тех пор, пока схема переполнения памяти не зафиксирует отсутствие места в запоминающем устройстве. Микропрограммный автомат управления памятью в этом случае переводит машину в режим сжатия информации, При этом производится обзор зоныпамяти со стиранием ненужных значений переменных и соответствующим сдвигом всей информации в сторону младших адресов памяти. Освободившаяся часть памяти используется для дальнейших записей. В случае невозможности сдвига информации автомат вырабатывает сигналимальная длийа, лДнее не известна, Б :,-ес еров для хранения исходных чиучаствующих в операции, а такомежуточных значений, получаемых входе выполнения операции (разности порядков), суммы частных произведений, остатка частного и т.д., используется вся оперативная память машины, Действия над символами (цифрами и разделительными знаками числа) осуществляются с помощью специальной арифметико-логической матрицы, содержащей таблицу сложения, вычитания и умножения десятичных цифр, а также некоторые специальные таблицы преобразования символов.Устройство управления машины построено в виде последовательности автоматов различного уровня (количество уровней и количество автоматов одного уровня произвольно).Каждый автомат может быть включен любым состоянием автомата более высокого уровня. По окончании работы одного иэ автоматов вырабатывается сиг. нал, переключающий автомат более высокого уровня в новое состояние.Таким образом, особенностью системы микропрограммного управления является его многоступенчатая организация, предусматривающая наличие нескольких уровней, связанных между собой:от старших к младшим - шинами установки начального адреса в коор.-5 управлмикроп 1 .-р.=:двумя независимыми координат:счетчиками.Таким образом, номер каждой,ЭО команды определяется двумя незамыми координатами,Указание о переходе к следующеймикрокоманде состоянию автомата)дается в виде сигналов изменения коЗ 5 ординат матрицы на +1 или -1,Независимое изменение каждой изкоординат на + обеспечивает возможность перехода из каждой точки микро 40 программной матрицы на любую из вась;ми соседних микрокомаид, координатыкоторои отличаются от данной не бо"лее чем на -1,Такая организация порядка следования микрокоманд позволяет без засыпки нового полного адреса в координатные счетчики матрицы организоватьраэветвление микропрограммы и циклические программы произвольной глуби 50 ны,Количество микросигналов (разрядов, обеспечивающих переходы, независит от общего количества микрокоманд и достаточно для организацииразветвления микропрограммы по нескольким направлениям.Описанная структура машины обеспечивает существенную экономию аппаратуры при реализации сложных вычислительных алгоритмов, многократное повторное использование одних и тех жеалгоритмов для реализации различныхвычислительных процессов, а также Редактор Н.Сильнягина Техред м.дидык ектор Л.Пили к Заказ 3387ВНИИП 13035,Произв венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,оектная Государс елам изоб осква, Ж 208353 8выполнение операций всегда по минимально необходимому временному циклу, что существенно уменьшает среднее время выполнения операций,Тираж 704 Подписновенного комитета СССРетений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5