Работа вычислительной системы с ассоциативной памятью.

При функционировании системы можно выделить три независимых процесса:

* ввод управляющих слов и слов данных из устройства ввода данных 1.1,..., 1.k и ввода результатов из вычислительных блоков 10.1,..., 10.n в ассоциативную память через РА и РД;

* формирование команд в ассоциативной памяти и пересылка текущей в выходной регистр;

* распределение команд между вычислительными блоками 10.1,..., 10.n для их дальнейшей обработки и устройствами вывода данных 11.1,..., 11.m.

Блок 5 управления анализирует сигнал “Разрешение записи в РА\РД”, если он установлен в false запись в них невозможна. При отсутствии этого сигнала возможна запись слова в РД, а его адреса в РА. Блок 5 управления проверяет выходные сигналы “Готовность выдачи данных” от всех устройств ввода данных 1.1..., 1.k и вычислительных блоков 10.1,..., 10.n циклически, начиная от устройства 1.1 ввода данных и заканчивая вычислительным блоком 10.n. Готовое к выдаче данных устройства 1.1..., 1.k ввода данных и вычислительные блоки 10.1,..., 10.n выставляют указанный сигнал “Готовность выдачи данных”. При обнаружении готового к выдаче данных устройства ввода данных 1.i (вычислительного блока 10.i) по сигналу блока 5 управления информация из этого устройства через коммутатор 2 записывается в блок 3 РД и адрес в блок 4 РА. В функции коммутатора входит также анализ поля слова «Порядок ВВ», из всех слов в вычислительных блоках и устройствах ввода, готовых к выдаче информации, выбирается слово с минимальным значением поля «Порядок ВВ». В устройство, из которого принята информация, передается сигнал “Информация принята”. далее вышеизложенный процесс повторяется.

Если блок 3\4 РА\РД не готовы к записи информации, то осуществляется ожидание момента, когда запись будет возможна (когда устанавливается сигнал “Разрешение записи”). В процессе ввода исходной информации из устройства 1.1,..., 1.k ввода управляющее слово должно вводиться раньше, чем слова данных для соответствующей операции.

Формирование команды осуществляется следующим образом. Управляющее слово записывается в блок 6 ассоциативной памяти в соответствующее поле ячейки АП по адресу, совпадающему с номером операции. Слова данных по мере прихода записываются так же в АП по тому же адресу, но в свои поля. Каждое слово, управляющее или данных, имеет поля признака типа информации (для управляющих - «1», для слов данных - «0» ). Изначально ассоциативная память содержит в соответствующих полях ячеек «0» для акторов и «1» для слов данных. Когда в АП записывается слово из РД по адресу РА, оно меняет значение признака типа информации для каждого поля команды на противоположное. Команда считается сформированной, если значения полей «признака» для всех трех составляющих команды - актора и двух слов данных - будут соответственно 1, 0 и 0, объединение этих условий и дает сигнал в блок 5 управления сигнал готовности команды к обработке. Блок 5 управления проверяет занятость выходного регистра команд блок 7 и в случае его невыполнения анализирует теги ячеек АП на готовность команды и записывает первую готовую команду в выходной регистр, при этом сбрасывается тег что означает то, что команда выбрана на обработку.

Если в блоке 7 выходного регистра имеется команда (нет сигнала “разрешение записи”), то блок 5 управления анализирует поле типа команды на выходах блока 7 выходного регистра и обеспечивает передачу команды в устройство 11.i вывода данных или в один из вычислительных блоков 10.i. Готовый к приему команды вычислительный блок 10.i выдает блоку 5 управления сигнал “Готовность приема команды”. Блок 5 управления поочередно анализирует готовность каждого вычислительного блока 10.i, способного выполнить данную команду. Если очередной при просмотре вычислительный блок 10.i готов принять команду, то блок 5 управления выдает ему управляющий сигнал “Принять команду”. После ввода команды вычислительный блок 10.i снимает сигнал “Готовность приема данных”. В этом случае блок 5 управления устанавливает сигнал «Разрешение записи» в блок 7 выходного регистра.

В процессе обработки команды каждый вычислительный блок 10.i обменивается с блоком 5 управления двумя входными и двумя выходными управляющими сигналами. Одна пара сигналов (входной и выходной) используется для ввода команды, а другая — для выдачи результата после выполнения команды. Операнды, которые используются для инициализации выполнения операции и не имеют смыслового значения в вычислительных блоках 10.1,..., 10.n не обрабатываются. Команда вывода, как отмечалась выше, содержит два операнда. В одном слове данных в поле значения операнда находится выводимая информация, а в другом — номер устройства вывода данных (11.1,..., 11.m). Эти слова отличаются значениями номеров операндов (в одном устанавливается “0”, в другом “1”). Если на выходах блока 9 буферной памяти команд присутствуют команды вывода, то блок 4 управления анализирует номер устройства вывода данных и передает команду в устройство 11.i вывода с этим номером.

рис.2 Вычислительная система с ассоциативной памятью данных.

Форматы слов данных

Формат управляющего слова:

Формат слова данных.

· Тип слова - для управляющего слова - «1», для слова данных - «0».

· Номер операции определяет адрес в памяти управляющих слов и памяти операндов или в АП для соответствующих систем.

· Номер операнда используется в операциях вычитания, деления и в других, где имеет значение порядок вычисления. При этом слово со значением поля «0» делится, например, на слово со значением «1». Однооперандные операции (например sqrt) производятся над аргументом с номером «0», другой не имеет смысла. В операциях, где порядок вычисления ничего не меняет (сумма, произведение) все равно необходимо разделять аргументы с номером «0» и с номером «1». В командах управления потоком (ветвления) порядок операндов так же строго определен.

Для управляющего слова это поле определяет номер вычисляемого операнда.

· КОП определяет код операции.

· В поле Операнд слова данных определяют конкретное значение операнда.

· Номер следующей операции определяет адрес вычисляемого операнда.

· Устройство ввода указывает на устройство, с которого должен производиться ввод слова.

· Порядок ввода должен исключать ситуации ввода управляющего слова после слов данных.

· Поле К определяет для слова данных является ли оно константой. При создании команды (если управляющее слово и оба операнда с различными номерами поступили в систему) операнды удаляются из соответствующих блоков, за исключением констант.. Для управляющих слов это поле означает принадлежность к классу констант вычисляемого командой операнда. Однако необходимо помнить, что команда может иметь только одну константу их двух операндов (поскольку лишь одна память операндов в системе с БПД)

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒