Реферат: Линейное программирование симплекс-методом Данцига - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Линейное программирование симплекс-методом Данцига

Банк рефератов / Программирование

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 122 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!

Узнайте стоимость написания уникальной работы



Содержание


1. Постановка задачи

2. Форматы команд и их кодировка

3. Структурная схема процессора

4. Регистры

5. АЛУ

6. Формат микрокоманд

7. Микрокод

8. Кодировка микрокода

9. Примеры выполнения команд

10. Основные сигналы и регистры процессора

11. Примеры программ

12. Определение производительности



Постановка задачи


Синтезировать структуру простого магистрального процессора с одним АЛУ, выполняющего 8 заданных команд. Разработать формат команд, кодировку команд. Разработать структурную схему процессора, функциональные схемы всех блоков процессора, функциональную схему процессора в целом с указанием всех шин и управляющих сигналов.

Разработать формат микрокоманд, организацию управления всеми устройствами процессора, микрокод для каждой из заданных команд. Привести примеры выполнения каждой команды с указанием значения всех основных сигналов и содержимого основных регистров на каждом такте. Привести 2 примера небольших программ с указанием значения основных сигналов и содержимого основных регистров на каждом такте.

Определить максимальную тактовую частоту процессора. Определить производительность процессора в операциях в секунду (IPS), а также выраженную в числе выполняемых тестовых программ в секунду. Указать способы повышения производительности процессора.

Характеристика процессора

Простой процессор магистрального типа с одноблочным универсальным АЛУ.

Разрядность регистров РОН и АЛУ процессора - 8 бит.

Число РОН - 4.

Адресуемая память - 256 слов.

Устройство управления - микропрограммное с ПЗУ микропрограмм.

Способ выполнения команд – последовательное выполнение или JMP или JC.

Адресация памяти - прямая.

Арифметика в дополнительном коде.

Вариант: 54 = «2 2 2 3»

Без использования непосредственной адресации.

3х-адресные команды.

Операции АЛУ: NOP, ADD + SHRA, NAND.

Состав команд: LD, ST, ADD, SHR + JC, DEC, SUB, NAND.


Форматы команд и их кодировка


Коды команд


КОП

Команда

Действие

000

ADD Rx,Ry,Rz

Rx=Ry+Rz

сложение

001

NAND Rx,Ry,Rz

Rx=!(Ry&Rz)

И-НЕ

010

SHR Rx,Ry

Rx=Ry/2

арифметический сдвиг вправо

011

JC address

jmp on carry

условный переход по переносу

100

DEC Rx,Ry

Rx=Ry-1

декремент (уменьшение на 1)

101

SUB Rx,Ry,Rz

Rx=Ry-Rz

вычитание

110

LD Rx,address

Rx=Mem(address)

загрузка из ОЗУ в регистр

111

ST Ry,address

Mem(address)=Rx

запись из регистра в ОЗУ


Формат команд


ADD Rx,Ry,Rz

КОП

Rx

Ry

Rz

не используется

0

0

0

x

x

y

y

z

z









NAND Rx,Ry,Rz

КОП

Rx

Ry

Rz

не используется

0

0

1

x

x

y

y

z

z









SHR Rx,Ry

КОП

Rx

Ry

не используется

0

1

0

x

x

y

y











JC address

КОП

не использ.

address

0

1

1






a

a

a

a

a

a

a

a




DEC Rx,Ry

КОП

Rx

Ry

не используется

1

0

0

x

x

y

y











SUB Rx,Ry,Rz

Сокращения:


КОП – код команды

Rx – регистр приемник

Ry – регистр источник 1

Rz – регистр источник 2

address – 8-битный адрес

КОП

Rx

Ry

Rz

не используется

1

0

1

x

x

y

y

z

z









LD Rx,address

КОП

Rx

не исп.

address

1

1

0

x

x




a

a

a

a

a

a

a

a


ST Rx,address

КОП

не исп

Ry


address

1

1

1



y

y


a

a

a

a

a

a

a

a


Структурная схема процессора

P

C



Регистры


Номер

При записи (по шине С)

При чтении (по шине A и B)

000

0

Rg0

программно-доступные регистры

Rg0

программно-доступные регистры

001

1

Rg1

Rg1

010

2

Rg2

Rg2

011

3

Rg3

Rg3

100

4

Temp0

Temp0

101

5

PC

PC

110

6

IR_HI (старшая часть IR)

IR

константа 1

111

7

IR_LO (младшая часть IR)

IR_LO


При чтении старшей части регистра команд, на шину A или B поступает единичная константа (00000001). Это вполне допустимо, т.к. старшая часть регистра команд имеет свои выходы из блока регистров: (КОП, Rx, Ry, Rz). Младшая часть регистра команд поступает на шины A или B в неизменном виде, т.к. в некоторых командах процессора в младшей части регистра команд находиться 8-битный адрес. Единичная константа применяется при инкрементировании счетчика команд, а также для получения константы -1 = 11111111 (см. микрокод для команды DEC).

Разрядность РОН (регистры общего назначения) – 8 бит

Разрядность PC (program counter) – 8 бит

Разрядность IR (регистр команд) – 16 бит (доступно два регистра по 8 бит)




АЛУ



Структурная схема АЛУ и его связь с другими блоками машины показаны на рисунке. В состав АЛУ входят регистры Рг1 - Рг7, в которых обрабатывается информация , поступающая из оперативной или пассивной памяти N1, N2, ...NS; логические схемы, реализующие обработку слов по микрокомандам, поступающим из устройства управления.

Закон переработки информации задает микропрограмма , которая записывается в виде последовательности микрокоманд A1,A2, ..., Аn-1,An. При этом различают два вида микрокоманд: внешние, то есть такие микрокоманды, которые поступают в АЛУ от внешних источников и вызывают в нем те или иные преобразования информации (на рис. 1 микрокоманды A1,A2,..., Аn), и внутренние, которые генерируются в АЛУ и воздействуют на микропрограммное устройство, изменяя естественный порядок следования микрокоманд. Например, АЛУ может генерировать признаки в зависимости от результата вычислений: признак переполнения, признак отрицательного числа, признак равенства 0 всех разрядов числа др. На рис. 1 эти микрокоманды обозначены р1, p2,..., рm.

Результаты вычислений из АЛУ передаются по кодовым шинам записи у1, у2, ...,уs, в ОЗУ.

Функции регистров, входящих в АЛУ:

Рг1 - сумматор (или сумматоры) - основной регистр АЛУ, в котором образуется результат вычислений;

Рг2, РгЗ - регистры слагаемых, сомножителей, делимого или делителя (в зависимости от выполняемой операции);

Рг4 - адресный регистр (или адресные регистры), предназначен для запоминания (иногда и формирования) адреса операндов и результата;

Ргб - k индексных регистров, содержимое которых используется для формирования адресов;

Рг7 - i вспомогательных регистров, которые по желанию программиста могут быть аккумуляторами, индексными регистрами или использоваться для запоминания промежуточных результатов.


Формат микрокоманд


MIR – Microinstruction register – регистр микрокоманд (24 bit)

A

A MUX

B

B MUX

C

C MUX

RD

WR

ALU

COND

JMP ADDRESS


























A, B, C – номер регистра для осуществления чтения (A, B) или записи (C)

A MUX, B MUX, C MUX – откуда брать номер регистра

(0 – из команды IR, 1 – из микрокоманды MIR)

RD – чтение из ОЗУ

При этом адрес памяти берется с шины А, а результат подается на шину С

WR – запись в ОЗУ

При этом адрес памяти берется с шины А, а данные - с шины B

ALU – код операции АЛУ


КОП АЛУ

Операция АЛУ

00

NOP

01

ADD

10

SHRA

11

NAND


COND – условие для определения адреса следующей выполняемой микрокоманды


COND

Куда переходим

00

NEXT

на следующую микрокоманду

01

DECODE

декодирование команды, Address = [KOP]100

10

JMP

безусловный переход

11

JC

условный переход по переносу (Carry Flag)


JMP ADDRESS – адрес в памяти микропрограмм, куда осуществляется переход



Микрокод


Адрес

Микрокоманда

Пояснение

0

1

2

3

IR_HI = NOP(PC); READ

PC = ADD(PC, IR_HI)

IR_LO = NOP(PC); READ

DECODE

чтение старшего слова команды

переход к следующему слову (PC = PC + 1)

чтение младшего слова команды

декодирование считанной команды


ADD Rx, Ry, Rz


4

Rx = ADD(Ry, Rz); JMP 62

сложение содержимого регистров


NAND Rx, Ry, Rz


12

Rx = NAND(Ry,Rz); JMP 62

И-НЕ для содержимого регистров


SHR Rx, Ry


20

Rx = SHR(Ry); JMP 62

арифметич. сдвиг содержимого регистра


JC address


28

29

30

Temp0 = NOP(Temp0); JC 30

JMP 62

PC = NOP(IR_LO); JMP 0

организация условного перехода

если условие не выполнилось, то завершить

иначе записать в PC новый адрес из IR_LO


DEC Rx, Ry


36

37

38

Temp0 = SHR(IR_HI)

Temp0 = NAND(Temp0, Temp0)

Rx = ADD(Ry,Temp0); JMP 62

Temp0 = 0 (00000001  00000000)

Temp0 = -1 (11111111)

Rx = Ry + Temp0 = Ry + (-1)


SUB Rx, Ry, Rz


44

45

46

47

48

Temp0 = SHR(IR_HI)

Temp0 = ADD(Temp0, Rz)

Temp0 = NAND(Temp0, Temp0)

Temp0 = ADD(Temp0, IR_HI)

Rx = ADD(Ry, Temp0); JMP 62

Temp0 = 0 (00000001  00000000)

Temp0 = 0 + Rz = Rz

инвертировать Temp0 = Rz

Temp0 = ( ! Rz) + 1

Rx = Ry + (-Rz)


LD Rx, address


52

Rx = NOP(IR_LO); READ; JMP 62

чтение из ОЗУ (шина A – адрес)


ST Ry, address


60

61


Temp0 = NOP(Ry)

Temp0 = NOP(IR_LO, Temp0); WRITE; JMP 62

Temp0 = Ry (данные на шину B)

запись в ОЗУ

(шина A – адрес, шина B - данные)

End:



62

PC = ADD(PC, IR_HI); JMP 0

увеличение счетчика команд (PC=PC+1)


Кодировка микрокода


DEPTH = 64; % количество слов %

WIDTH = 24; % размер слова в битах %


ADDRESS_RADIX = DEC; % система счисления для адреса %

DATA_RADIX = BIN; % система счисления для данных %


CONTENT

BEGIN

[0..63] : 0; % по умолчанию везде нули %


% Инициализация %

0: 101100011101100000000000; % IR_HI = NOP(PC); READ %

1: 101111011011000100000000; % PC = ADD(PC, IR_HI) %

2: 101100011111100000000000; % IR_LO = NOP(PC); READ %

3: 000100011001000001000000; % DECODE %


% ADD Rx, Ry, Rz %

4: 000000000000000110111110; % Rx = ADD(Ry, Rz); JMP 62 %

% NAND Rx, Ry, Rz %

12: 000000000000001110111110; % Rx = NAND(Ry,Rz); JMP 62 %

% SHR Rx, Ry %

20: 000000000000001010111110; % Rx = SHR(Ry); JMP 62 %


% JC address %

28: 100110011001000011011110; % Temp0 = NOP(Temp0); JC 30 %

29: 100110011001000010111110; % JMP 62 %

30: 111110011011000010000000; % PC = NOP(IR_LO); JMP 0 %


% DEC Rx, Ry %

36: 110100011001001000000000; % Temp0 = SHR(IR_HI) %

37: 100110011001001100000000; % Temp0 = NAND(Temp0, Temp0) %

38: 000010010000000110111110; % Rx = ADD(Ry,Temp0); JMP 62 %


% SUB Rx, Ry, Rz %

44: 110100011001001000000000; % Temp0 = SHR(IR_HI) %

45: 100100001001000100000000; % Temp0 = ADD(Temp0, Rz) %

46: 100110011001001100000000; % Temp0 = NAND(Temp0, Temp0) %

47: 100111011001000100000000; % Temp0 = ADD(Temp0, IR_HI) %

48: 000010010000000110111110; % Rx = ADD(Ry, Temp0); JMP 62 %


% LD Rx, address %

52: 111100010000100010111110; % Rx = NOP(IR_LO); READ; JMP 62%


% ST Ry, address %

60: 000000011001000000000000; % Temp0 = NOP(Ry) %

61: 111110011001010010111110; % Temp0 = NOP(IR_LO, Temp0);

WRITE; JMP 62 %


62: 101111011011000110000000; % PC = ADD(PC, IR_HI); JMP 0 %


END ;



Примеры выполнения команд


Примеры выполнения каждой команды с указанием значения всех основных сигналов и содержимым основных регистров на каждом такте выполнения приведены на электронном носителе.


Основные сигналы и регистры

Сокращение

Примечание

CLOCK

синхронизирующий сигнал

C_SEL[2..0]

номер регистра выбранного в качестве приемника

A_SEL[2..0]

номер регистра выбранного в качестве источника 1

B_SEL[2..0]

номер регистра выбранного в качестве источника 2

Rx[2..0]

номер регистра приемника из IR (регистра команд)

Ry[2..0]

номер регистра источника 1 из IR (регистра команд)

Rz[2..0]

номер регистра источника 2 из IR (регистра команд)

MIR_A[2..0]

номер регистра приемника из MIR (р-ра микрокоманд)

MIR_B[2..0]

номер регистра источника 1 из MIR (р-ра микрокоманд)

MIR_C[2..0]

номер регистра источника 2 из MIR (р-ра микрокоманд)

AMUX

Откуда брать номер регистра (0 – из IR, 1 – из MIR)

Эти сигналы управляют соответствующими мультиплексорами.

BMUX

CMUX

A_bus[7..0]

Данные на шинах источниках, выходящих из блока регистров

B_bus[7..0]

C_ALU[7..0]

Результат выходящий из АЛУ

C_RAM[7..0]

Данные, считанные из ОЗУ

C_bus[7..0]

Выбранные данные для записи (С_ALU или C_RAM)

RD

сигнал чтения из ОЗУ

WR

сигнал записи в ОЗУ

KOP_ALU[1..0]

код операции АЛУ (поступает из MIR)

COND[1..0]

определение следующей микрокоманды (из MIR)

CBL_SEL[1..0]

результат работы Control Branch Logic (логика управления ветвлением) – определяет следующую микрокоманду

CF

флаг переноса, поступающий из АЛУ в Control Branch Logic

JMP_ADR[5..0]

адрес следующей микрокоманды (из MIR)

MIR[23..0]

полное значение регистра микрокоманд (24 бит)

PC

программный счетчик (адрес в ОЗУ)



Примеры программ


ПРИМЕР 1


DEPTH = 256; % Memory depth and width are required %

WIDTH = 8; % Enter a decimal number %


ADDRESS_RADIX = DEC; % Address and value radixes are optional %

DATA_RADIX = BIN; % Enter BIN, DEC, HEX, or OCT; unless %


CONTENT

BEGIN

%-------------------%

0: 11001000; % LD Rg1, [6] %

1: 00000110;


2: 11010000; % LD Rg2, [7] %

3: 00000111;


4: 00011011; % ADD Rg3, Rg1, Rg2 %

5: 00000000;


6: 00010110; % const 22 (DEC) %

7: 00100001; % const 33 (DEC) %

END ;



ПРИМЕР 2


DEPTH = 256; % Memory depth and width are required %

WIDTH = 8; % Enter a decimal number %


ADDRESS_RADIX = DEC; % Address and value radixes are optional %

DATA_RADIX = BIN; % Enter BIN, DEC, HEX, or OCT; unless %


CONTENT

BEGIN

%-----------------%

0: 11001000; % LD Rg1, [10] %

1: 00001010;


2: 01010010; % SHR Rg2, Rg1 %

3: 00000111;


4: 01100000; % JC 8 %

5: 00001000;


6: 10010010; % DEC Rg2, Rg1 %

7: 00000000;


8: 11100010; % ST Rg1, [10] %

9: 00001010;


10: 00000001; % const = 1 %

END ;


Значения основных сигналов и содержимое основных регистров на каждом такте выполнения данных примеров программ приведены в виде временных диаграмм на электронном носителе.


Определение производительности

Среднее количество микрокоманд при выполнении команды процессора можно приблизительно оценить как 4 + 17/8 + 1 = 7 микрокоманд на команду процессора. Таким образом, при максимальной тактовой частоте в 33,3 МГц средняя производительность процессора составит 4, 7 MOPS (или 33,3 М ?ops / сек).


Тестовая программа

Количество команд процессора

Количество микрокоманд

Время выполнения, нс

N / сек

ПРИМЕР 1

3

18

540

1851851

ПРИМЕР 2

5

34

1020

980398



Повысить производительность процессора можно одним из следующих способов:

  • Увеличить разрядность шины-приемника с 8 до 16 бит, и считывать команду из ОЗУ не за три такта, а за один;

  • Увеличить функциональность АЛУ, при этом можно будет сократить длину микрокода для некоторых команд (особенно для SUB и DEC);

  • Перейти от микропрограммного управления к управлению на основе жесткой логики;

  • Применить конвейеризацию;

  • Что-нибудь распараллелить.

1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
О! Почта России наконец метеорит доставила! А должны были 21.12.12 привезти!
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по программированию "Линейное программирование симплекс-методом Данцига", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru