Устройство для обработки информации

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оц 993262пе делам изобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ 1Изобретение относится к вычислитель ной технике и может быть использовано в системах обработки информационных массивов переменного формата данных,Известны устройства для обработки5 информации, работающие с коротким машинным словом (8,12 или 16 разрядов). Для адресации ячеек оперативной памяти в таких устройствах используются внутримашинные программно доступные регистры 11. Все ати устройства ведут обработкуданных только в формате полного слова.Наиболее близким по техническойсус 15 ности к предлагаемому является устрой: ство для обработки информации, содержащее оперативную память, коммутатор, . сумматор-сдвигатель, выходные алементы И и регистровую память; включающую в восемь регистров общего назначения. Не мер одного из восьми регистров определяется тремя битами, укаэанными в командном слове, Кроме того, еще три бита 2команды указывают один из восьми способов адресации, которые используются при формировании исполнительных адре-" сов операндов, Указанное устройство оперирует со словами (16 разрядов) и байтами (8 разрядов). Признак формата дачных (слово или байт) указывается в старшем разряде командного слова 21. Использование данного устройства для обработки операндов с длиной меньше восьми разрядов становится малоэффективным. В частности, при обработке массивов цифровой информации (длина операвц да - четыре разряда) или битовых маосивов такое устройство будет работать с меньшей производительностью при больших затратах оперативной памяти. Это связано с тем, что для реализации в устройстве функций обработки цифровых и битовых массивов с помощью имеющегося набора команд необходмо написание специальных программ, занимающих много места в оперативной памяти. Многократ3 ООЗ ное выполнение этих программ значительно снижает производительность устройства.Цель изобретения - увеличение производительности при обработке полей данныхпеременного формата.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки информа ции, содержащее блок оперативной памяти, блок элементов И, коммутатор, сумматор 10 и блок регистровой памяти, причем адресный вход и информационный выход блока оператив.ой памяти подключены соответственно к адресному входу и информационному выходу устройства, выход блока элементов И соединен с выходом данных результата устройства, первый вход коммутатора подключен к выходу блока регистровой памяти, а выход коммутатора соединен с входом сумматора, выход ре- Ю зультата которого подключен к входам блока элементов И и блока регистровой памяти, введены блок считывания данных .переменного формата, блок записи данных переменного формата, регистр сдвига и дополнительный блок регистровой памяти, вход которого соединен с выходом результата сумматора, а выход - с первым входом коммутатора, вход регистра сдвига подключен к выходу переноса сумматора, Зф а выход - к первым управляющим входам блоков считывания и записи данных переменного формата, вторые управляющие входы и информационные входы которых соединены соответственно с выходом результата сумматора и входом данных переменного формата устройства, выходы блоков считывания и записи данных переменного формата подключены соответственно к второму входу коммутатора и ин о формационному входу блока оперативной памяти. 1При этом блок считывания данных переменного формата содержит дешифратор, группу элементов НЕ и две группы элементов ИЛИ, причем входы элементов НЕ группы соединены с информационным входом. блока, а первые. и вторые входы де шифратора подключены к первому и втс. 50 рому управляющим входам блока, управляющие входы элементов ИЛИ первой и второй групп соединены соответственно с первым и вторым выходами дешифратора, входы элементов ИЛИ первой группы 55 подключены к соответствующим выходам элементов НЕ группыа нх выходы соединейы с соответствующими входами эле 2 4,ментов ИЛИ второй группй, выходы которых подключены к выходу блока,Кроме того, блок записи данных переменного формата содержит дешифратор,группу элементов ИЛИ и регистр записичисла, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИгруппы, а выходы подключены к выходублока, первые и вторые входы дешифратора соединены с первым и вторым управляющими входами блока, а выход дешифратора подключен к управляющим входам элементов ИЛИ группы, входы которых соединены с информационным входомблока,На фиг. 1 представлена структурнаясхема устройства для, обработки информации; на фиг. 2 - функциональная схема блока оперативной памяти; на фиг. 3 пример выполнения блока считыванияданных переменного формата; на фиг.4 пример выполнения сумматора; на фиг.5 пример выполнения блока записи данныхпеременного формата.Устройство для обработки информации(фцг. 1) содержит блоки, которые соединены с помощью двунаправленной общей шины 1. Устройство содержит блок2 оперативной памяти, блок 3 считывания данных переменного формата, блок 4элементов И, коммутатор 5, шестнадцатиразрядный сумматор 6, блок 7 шестнадцатиразрядной регистровой памяти, четерехразрядный регистр 8 сдвига, блок9 записи данных переменного формата идополнительный блок 10 шестнадцатиразрядной регистровой памяти. Блоки, обведенные на фиг 1 пунктирной линией,образуют процессор устройства.Блок 2 оперативной памяти можетбыть выполнен, например, на микросхемах 565 РУ 1 и содержит (фиг. 2) регистр 11 адреса, дешифратор 12 строк,микросхемы 13 памяти; регистр 14 считывания числа, Блоки 7 и 10 регистровой памяти могут быть выполнены, например, на микросхемах 133 РУ 2. Блок 3(фиг. 3) содержит дешифратор 15, группуэлементов НЕ 16, группу элементов ИЛИ17 и группу элементов ИЛИ 18. Коммутатор 5 может быть выполнен, например,на микросхемах 133 КП 5.Сумматор 6 (фиг. 4) содержит регистры 19 и 20 соответственно первого и второго операндов, выполненные на микросхемах 133 ИР 1, собственно сумматор 21,выполненный на микросхемах 13 ЗИМ 2, н группу элементов ИЛИ 22. Блок 9 зациси данных переменного формата (фиг.5)содержит регистр 23 записи числа, дешифратор 24 и группу элементов ИЛИ 25.Устройство (фиг, 1 ) работает с тем.же набором и форматом команд, то и 5известное, Признак формата данных (слово нли часть слова), так же как и в известном устройстве, указывается в старшем разряде команды. В предлагаемомустройстве частью слова может быть не . 0только байт (как в известном устройстве),но также тетрада (четыре разряда) и бит,В случае выполнения команд без призюка формата данных оно работает аналогично известному устройству. При этом блок 153 считывания данных переменного формата выполняет функции входных элементов И, связывающих процессор с двунаправленной общей шиной 1, а блок 9 записи данных переменного формата выполжет фушсции буферного регистра блока оперативной памяти,Для адресации ячейки блока 2 оперативной памяти используется один из восьми регистров общего назначения блокарегистровой памяти. Номер используемого регистра определяется тремя разрядами, указанными в адресной части командного слова. В случае выполнения устрой-ством команд с признаком формата данных 30для адресации ячейки блока оперативнойпамяти используется одна из восьмипар регистров, составленных нз ячеекблока 7 регистровой памяти и дополнительного блока 10 регистровой памяти. З 5Номер пары регистров, как и раньше, опоеделяется тремя разрядаяи, указаннымив адресной части командного слова. Процесс формирования исполнительного адреса состоит в сложении пары регистров в 40сумматоре 6, при этом регистр блокарегистровой памяти предварительно сдвигается на определенное количество разрядов (1;.2 или 4), в зависимости от индекса, указанного в двух старших разрядах этого регистра. Индекс определяет,с кахой частью слова будет оперироватьданная команда (байт, тетрада или бит),и является служебной информацией, поэтому в сложении регистров не участвует. 50 Сдвиг регистра блока 7 регистровой памяти осуществляется в сторону младших разрядов,поэтому, выдвинутые младшие разряды попадают в четырехраэряд 55 ный регистр сдвига. В результате сдвига и сложения пары регистров формируется исполнительный адрес ячейки блока 2 оперативной памяти, состоящий из находящегося в сумматоре шестнадцатиразрядного адреса слова и .находящегося в четырехразрядном регистре сдвига адреса части слова. Адрес слова поступает в регистр адреса блока оперативной памяти, а адрес части слова - в блок 3 считывания данных переменного формата (при считывании из оперативной памяти) или в блок 9 записи данных переменного формата (при записи в оперативную память)При выполнении устройством двухадресной команды, например пересылки (считывание-запись), с указанием признака формата данных в блоке считыыния данных переменного формата выделяется та часть слова, которая определена первым адресом команды; Она поступает через сумматор 6 в блок записи данных переменного формата и заносится в ту часть ячейки блока оперативной памяти, которая этим блоком выделена в соответствии с вторым адресом команды.Здесь описан один из восьми вариан,- тов адресации, которые используются при формировании испольнительных адресов операндов в устройстве, Номер варианта определяется (как в известном устройстве) тремя разрядами, указанными в адресной части командного слова. фОрмирование исполнительных адресов операндов в других вариантах аналогично описанному выше и всегда использует пару регистров, составленную из ячеек блока регистровой памяти и дополнительного блока регистровой памяти, кроме случая, когда операчд непосредственно находится в регистре блока 7 регистровой памяти.Использование изобретения позволяет аппаратно реализовать в устройстве те функции, на которые в известном устройстве требовались значительные затраты оперативной памяти под специальные программы, Это дает возможность увеличить производительность устройства примерно на 30% и .настолько же сократить затраты оперативной памяти, объем дополнительного оборудования при атом составляет около 3%. Вместе с тем обеопечивается полная преемственность в системе команд устройства по отношению к известному устройству.формула изобретения1. Устройство для обработки инфо мации, содержащее блок оперативной памяти, блок элементов И, каммутатор,7 МЗЙВ сумматор и блок регистровой памяти, причем адресный вход и информационный выход блока оперативной памяти подключены соответственно. к адресному входу и информационному выходу устройства, выход блока элементов И.соединен с выходом данных резупьтата устройства, первый вход коммутатора подключен к выходу блока регистровой памяти, а выход коммутатора соединен с входом сум матора, выход результата которого подключен к входам блока элементов И и блока регистровой памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности при обработке полей 15 данных переменного формата, оно содержит блок считывания данных переменного формата, блок записи данных переменного формата, регистр сдвига и дополнительный блок регистровой памяти, вход кото е рого соединен с выходом результата сумматора, а выход - с первым входом коммутатора, вход регистра сдвига подключен к выходу переноса сумматора, а выход - к первым управляющим входам бло ков считывания и записи данных переменного формата, вторые управляющие входы и информационные входы которых соединены соответственно с выходом результата сумматора и входом данных перемен- щ ного формата устройства, выходы блоков считывания и записи данных переменного формата подключены соответственно к вто 4. рому входу коммутатора и информационному входу коммутатора и информационному входу блока оцеративной,памяти.2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок считывания данных переменного формата содержит 2 8дешифратор, группу элементов НЕ и две группы элементов ИЛИ, причем входы элементов НЕ группы. соединены с информационным входом блока, а первые и вторые входы дешифратора подключены к первому и второму управляющим входам блока, управляющие входы элементов ИЛИ первой и второй групп: соединены соответ ственно с первым и вторым выходами дешифратора, входы элементов ИЛИ первой группы подключены к соответствующим выходам элементов НЕ группы, а их выходы соединены с соответствующими входами элементов ИЛИ второй группы, выходы которых подключены к выходу бло ка.3, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок записи данных переменного формата содержит дешифратор, группу элементов ИЛИ и регистр записи числа, входы которого соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ группы, а выходы подключены к выходу блока, первые и вторые входы дешифратора соединены с первым и вторым управляющими входами блока, а выход дешифратора подключен к управляющим входам элементов ИЛИ группы, входы которых соединены с информационным входом блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гоучек Б. Мини-ЭВМ в системахобработки информации. ММир", 1976,с. 269-285.2. Патент США Мо 3614741,кл. 340-172.5, опублик. 1971 (прототип).993262 Составитель Г. ВиталиевРедактор В, Петраш Техред М.КоштураК ила Филиал ППП фПатеит, г. Ужгород, ул. Проектная,Заказ 480/66Тираж 704 В НИИПИ. Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раужс