Вычислительная машина со структурной интерпретацией входного алгоритмического языка

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU 208353

gag y G 06 F 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 Г) 1078229/26-24 (22) 20.05,6Ь (46) 30,05.88, Бюл. N 20 (71) Институт кибернетики АН СССР (72) В.М.Глушков, С.Б.Погребинский, А.А.Стогний, В.Д,Лосев и Н.Е.Король (53) 681 321 (088.8) (54) (57) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ HAIHHA UO .СТРУКТУРНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИЕЙ ВХОДНОГО

АЛГОРИТИИЧЕСКОГО ЯЗЫКА, содержащая

;запоминающее устройство с символьной организацией, устройств6 управления процессом интерпретации входного алгоритмического языка, оперативные .регистры для хранения промежуточной информации в процессе вычислений, арифметическое устройство, схемы анализа информации, устройства ввода и вывода, отличающаяся тем, что, с целью упрощения структуры, экономии оборудования, запоминающее устройство машины подключено непосредственно к табличному арифметическому устройству, схеме анализа признаков, схеме анализа переполнений запоминающего устройства и к блоку формирователей кода, арифметическое устройство подсоединено к схеме анализа признаков, все блоки машины соединены с шинами микросигналов управления машиной, связанными с ма трицами микропрограмм устройства управления, подключенными к координатным счетчикам, матрицы микропрограмм связаны между собой от младших уровней к старшим шинам сигналов выборки части микрокоманды старшего уровня и шинами сигналов окончания работы микропрограммы младшего уровня, координатные счетчики соединены между собой от старших уровней к младшим шинами установки начального . адреса.

208353

Известна вычислительная машина со структурной интерпретацией входного, алгоритмического языка, содержащая запоминающее устройство с символьной организацией, устройство управления процессом интерпретации входного алгоритмического языка, оперативные регистры для хранения промежуточной информации в процессе вычислений, 10 арифметическое устройство, схемы .анализа информации, устройства ввода и вывода.

Предлагаемая машина отличается от известных тем, что ее запоминающее 15 устройство подключено непосредствен-но к табличному арифметическому устройству, схема анализа признаков, схема анализа переполнений запоминающего устройства и к блоку формиро- 20 вателей кода, арифметическое устройство подсоединено к схеме анализа признаков, все блоки машины соединены с шинами микросигналов управления

1 машиной, связанными с матрицами микро 2

25 программ устройства управления, подключенными к координатным счетчикам, Иатрицы микропрограмм связаны между собой от младших уровней к старшим ъл шинами сигналов выборки части микро- 30 команды старшего уровня и шинами сигналов окончания работы микропрограммы младшего уровня, координатные счетчики соединены между собой от старших уровней к младшим шинами установки начального адреса, Это позволяет упростить структуру машины и экоНомить ее оборудование.

40.тн, кодовых шин 35 и 36 схемы анаЛИза информации, шин 37 сигналов управJIeHHH разветвлением микропрограммы, шин 38 сигналов включения микропрограммы уплотнения информации в запо 45 минающем устройстве, кодовых шин 39 ввода-вывода.

Работает машина следующим образом, Задача, записанная в алгоритмическом языке, с помощью устройства 9 тельно 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 прекращает вычисления. Для организации стеков в любом месте запоминающего устройства исобработки информации, схемы 7 переполнения памяти, переводящей машину при заполнении всей памяти в режим ее уплотнения, арифметико-.логических таблиц 8, непосредственно преобразующих информацию, устройства 9 вводавывода, позволяющего осуществлять посимвольный ввод программы и исходных данных в запоминающее устройство, а также вывод результатов в соответ- ствующем заданию оформлении, Устройство 10 микропрограммного управления представлено в виде микропрограммных матриц 11-13 различных уровней со своими координатными счетчиками 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19.

На чертеже показаны также основные функциональные связи машины, образованные при помощи шин 20 и 21 сигналов изменения кода координатных счетчиков микропрограммных матриц, шин 22 микросигналов управления устройствами, шин 23 и 24 микросигналов младшего уровня, управляющих выборкой части микрокоманды старшего уровня, координатных шнн 25 и 26 управления матрицами; шин 27-29 установки начальных адресов в координатных счетчиках микропрограммных матриц, кодовых шин 30 и 31, связывающих блок оперативных регистров и блок кодовых формирователей, кодовых шин 32,, связывающих запоминающее устройство с блоком кодовых формирователей, кодовых шин 33, связывающих запоми-. нающее устройство с арифметико-логическими таблицами, адресных шин 34 динатных счетчиках (начальноro состояния автомата); от младших к старшим — шинами посылки сигналов выборки части микро12 ° йри величи дности. )!ийпаэон чисел (коли.<ифр в порядке), а также положеапятой никак не ограничены. При gp акциях 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

I синтаксический контроль программы.

После предварительной обработки информация в запоминающем устройстве размещается следующим образом: зона зона !! зона III

В зоне I размещается описание задачи в алгоритмическом языке, Конец л" vf -„еделяются в х е .пения конкретной эад

Они могут быть произвольной д . пределах объема запоминающего ства. далее в соответствии с алгоритмом интерпретации 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 III.,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 зоны III памяти 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 сигнал имальная длийа ., лД нее не известна, Б :.-ес е ров для хранения исходных чиучаствующих в операции, а так омежуточных значений, получаемых в ходе 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 сигнал, 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 управг микроп,;р=;- ; . двумя независимыми координат: счетчиками.

Таким образом, номер каждой, ЭО команды определяется двумя незаь мыми координатами, Указание о переходе к следующей микрокоманде (состоянию автомата) дается в виде сигналов изменения координат матрицы на +1 или -, Независимое изменение каждой из координат на +i обеспечивает возможность перехода из каждой точки микро40 программной матрицы на любую иэ вась ми соседних микрокомаид, координаты которои отличаются от данной не бо" лее чем на -1, Такая организация порядка следования микрокоманд позволяет без засыпки нового полного адреса в коорди

:натные счетчики матрицы организовать раэветвление микропрограммы и циклические программы произвольной глуби50 ны, Количество микросигналов (разрядов ), обе спечивающих переходы, не зависит от общего количества микрокоманд и достаточно для организации разветвления микропрограммы по нескольким направлениям, Описанная структура машины обеспе- чивает существенную экономию аппаратуры при реализации сложных вычисли208353 8 выполнение операций всегда по минимально необходимому временному циклу, что существенно уменьшает среднее время выполнения операций, тельных алгоритмов, многократное пов торное использование одних и тех же

t алгоритмов для реализации различных вычислительных процессов, а также

Техред .Дидык Корректор Л.Пилипенко

Редактор Н,Сильнягина

Заказ 3387 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4: