12.2 Пример определения основных параметров вк

Рассмотрим в качестве иллюстрации к теоретическим сведениям п.12.1 пример, в соответствии с вариантом 1 (из Приложения1), произведем нужные расчеты.

1. Определим требуемое быстродействие АЛУ:

А. Строим циклограмму обработки задач. Для этого согласно выражениям (12.1, 12.2), а также данным из табл.12.2 и 12.3 находим приведенную сложность всех задач смеси и общий объем приведенных операций в каждом режиме.

Таблица 12.2

Характеристика задач	Дежурный режим				Основной режим
	1	2	3	4	5	6	7
Приведенная сложность задач Рj	1*1200+ 1,5*2800+ 12*60+ 20*180+ 1*4000+ 3*450+ 2*60+ 4*30= =15310	240+240+ 960+ 1000+ 300+180+ 80+100= =3100	1600+ 1500+ 7200+ 2000+ 1600+ 720+ 200+ 400= =15220	4000+ 3000+ 6000+ 7000+ 1500+ 1200+ 1000+ 300= =24000	65650	58750	40450
Общий объем приведенных операций в смеси - V	V=15310*2 =30620	V=3100* 2=6200	V=15220* 2=30440	V=24000*1= =24000	V= 65650* 3= 196950	V= 58750* 2= 117500	V= 40450* 1= 40450
Объем операций в каждом режиме	Vдр = 91260 операций сложения				Vор=354900 операций сложения +30620

Таблица 12.3

Операция	Вычи-тание	Умно-жение	Деление	Отсылка в ОЗУ	Пересылка из ОЗУ	Передача управ-ления	Логичес-кие операции	…	Специа-льные команды
Приведенная сложность ri	1.5	12	20	1	1	3	2	…	4

Таблица 12.4

	Номера задач
	1		2		3		4		5		6		7
	V1	V2	V1	V2	V1	V2	V1	V2	V1	V2	V1	V2	V1	V2
Сложение	1200	60	240	30	1600	40	4000	400	3000	150	9000	300	300	50
Вычитание	2800	40	160	20	1000	25	2000	200	2500	250	3000	100	900	90
Умножение	60	15	80	10	600	15	500	50	1600	80	1500	50	1500	150
Деление	180	6	50	10	100	10	350	70	1200	60	800	80	300	30
Пересылка в ОЗУ	4000	200	300	60	1600	80	1500	300	3000	300	6000	600	6000	1500
Передача управления	450	45	60	15	240	30	400	80	2700	90	350	70	2000	200
Логические операции	60	20	40	5	100	10	500	50	1500	30	1500	150	1000	100
Специальные команды	30	10	25	5	100	10	75	25	400	40	300	30	200	40
Всего команд в задаче	396		155		220		1175		100		1380		2180

Таблица 12.5

	Номера задач
	1	2	3	4	5	6	7
Ed (ячеек)	3286	683	564	1260	2587	920	1210
Er(ячеек)	1600	1500	1400	1300	1200	1100	1000
Eoc(ячеек)	8к	8к	8к	8к	8к	8к	8к

В таблице 12.5 обозначены: Е_d – объем памяти, занимаемой данными; E_r - результатами в задачах, а также E_oc -операционной системой.

Временная диаграмма обработки задач (Рис.12.1) строится в относительных временных единицах (временах выполнения операции сложения).

Б. Рассчитаем требуемое быстродействие в каждом из режимов с учетом коэффициента непроизвольных затрат, используя выражение (12.3…12.5).

4

Q_др= V_j= 30620+6200+30440+2400=91260 оп/сл;

j=1

Q_оp=196959+17500+40450=354900 оп/сл;

В_др=Q_др*К_нз/Т_знз=91260*2,5/5=45630 оп/сл;

В_ор= Q_ор*К_нз/Т_знз=354900*2,5/5=117450 оп/сл.

Тогда В_алу = mах{В_др, В_ор}=117450 оп/сл.

1. Определим разрядность АЛУ.

Разрядность мантиссы вычисляем, используя выражение (12.8). Тогда

n=] log₂[ +1= ]log₂(10^-3)[ +1 = ] 3 log₂ 10 [ +1 =12.

Разрядность порядка вычисляем, используя выражение (12.10). Тогда

r₁]  1-log₂ log₂ x [ =] – log₂ log₂ 10⁹ [ 6,

r₂log₂ (1+log₂ x/(1-2^-n)) log₂ (1+ log₂ 10⁹/(1-2^-12))6.

Отсюда l=]max {r₁ , r₂ }[ =6.

Общая разрядность АЛУ с учетом знаковых разрядов z.

N=n+l+z = 12+ 6+ 4= 22 разряда.

При выполнении расчетов целесообразно составить простейшую программу, например на Бейсике .

10 x=10000

20 D1=LOG(x)/LOG(2)

30 D2=LOG(D1)/LOG(2)

40? “L>”;D2

50 N=8

60 P1= 2^N

70 P2=1/P1

80 P3=1-P2

90 P4=x/P3

100 L1= LOG(P4)/LOG(2)

110 P5=1+L1

120 L2=LOG (P5)/LOG(2)

125 ? “L”;L2

130 ?L2

140 END

2. Определим структуру и формат команд УУ.

Разрядность операционной части команд получим, используя выражение (12.11). Так как N=72, А_коп=] log₂ 72[ =7. Следовательно, радзрядность адресной части команды А_к=22-7=15. Отсюда следует, что при прямом способе адресации можно использовать ОЗУ емкостью: Е_озу=2¹⁵ =32768 (12.12).

Требуемая емкость ОЗУ складывается из емкости, необходимой для хранения данных, программ и результатов, а также емкости для размещения программ операционной системы. Поэтому из табл. 12.4, 12.5 находим

Е_треб=Е_прог + Е_d+ Е_ч+Е_ос=6506 +10510+9100+8192 = 34308 ячеек.

Оказалось , что Е_треб Е_озу при прямой адресации. Поэтому в формате команды должна быть предусмотрена возможность использования относительной адресации. Для этого можно разбить Е_треб на модули (страницы). Число этих модулей

m=Е_треб/Е_озу=] 34308/32768[=]1.04[=2.

Ясно ,что для адресования любой ячейки в любом из двух модулей памяти потребуется дополнительно к пятнадцати разрядам еще один разряд в коде адреса, так как выбор модуля возможен лишь в случае использования одноразрядного кода.

Таким образом, для нашего примера требуется использовать не менее двух способов адресации – прямой и относительной. С учетом того, что для указания способа адресации в формате команды потребуется один разряд, придется сократить разрядность адресной части команды до 14. Повторив расчеты для нового значения разрядности адресной части команды, получим окончательно структуру команды в виде, представленном на рис. 12.2.