ЦВМ-Орбита 20 относится к классу БЦВМ с фиксированной точкой

Числа в БЦВМ могут представляться с фиксированной точкой или с плавающей точкой. В первом случае (фиксированная точка) положение отделителя дробной части числа закреплено в последовательности разрядов, но сам отделитель явно не кодируется. Во втором случае (плавающая точка) число представлено мантиссой и порядком и определяется выражением

М×а^р.

где М- число, представляющее мантиссу; а - основание системы счисления, р - число, называемое порядком.

Мантисса обычно представляется как число с фиксированной точкой. Точность представления числа определяется разрядностью мантиссы, диапазон - разрядностью порядка иоснованием системы счисления.

По принципу обмена информацией ЦВМ-Орбита 20 является
синхронной БЦВМ.

Обмен информацией может быть синхронным или асинхронным. Выбор принципа обмена определяет не только пропускную способность, но также непосредственно влияет на физическую длину канала обмена и на количество устройств, которые могут быть подсоединены к нему.

При синхронной передаче данные передаются с постоянной привязкой по времени. Синхронизирующие сигналы задают определенный интервал времени, в течение которого считывается информация из канала обмена. Синхронная шина включает сигналы синхронизации, которые передаются по линиям управления шины, и фиксированный протокол, определяющий расположение сигналов адреса и данных относительно сигналов синхронизации. Поскольку практически никакой дополнительной логики не требуется для того, чтобы решить, что делать в следующий момент времени, эти шины могут быть и быстрыми, и дешевыми. При синхронной передаче более эффективно используется канал обмена. Однако они имеют недостаток: из-за проблемы перекоса синхросигналов, синхронные шины не могут быть длинными. Шины процессор-память обычно синхронные.

По способу передачи информации ЦВМ-Орбита 20 является
параллельно последовательной БЦВМ.

Основные способы передачи в БЦВМ - параллельный и последовательный, но может применяться также комбинированный параллельно-последовательный способ.

При параллельной передаче т бит информации передается одновременно по т информационным линиям. Время передачи в этом случае минимально.

При параллельно-последовательной передаче данные передаются посимвольно. Каждый символ состоит из и бит, все его биты передаются параллельно по п линиям. Символы передаются последовательно, поэтому для передачи т бит требуется к = (т/п) посылок.

При последовательной передаче все биты передаются последовательно по одной линии. Количество связей при такой передаче минимально, следовательно, такие интерфейсы дешевле и компактнее, но возрастает время передачи. В последовательных интерфейсах проще обеспечить помехоустойчивость.

По классификации М. Флинна ЦВМ-Орбита 20 относится к
цифровым вычислительным машинам SISD класса.

SISD (single instruction stream single data stream) - одиночный поток команд и одиночный поток данных. Под потоком команд понимается последовательный ряд операций (команд), выполняемых ЦВМ, а под потоком данных последовательный ряд операндов (данных), вызываемых потоком команд, включая промежуточные результаты. Машина, выполняющая одновременно только одну команду, называется ЦВМ с одиночным потоком команд, а машина, способная одновременно выполнить несколько команд называется ЦВМ с множественным потоком команд. Машина, обрабатывающая одновременно только один операнд (единицу данных), называется ЦВМ с одиночным потоком данных, а машина, у которой одновременно в одинаковой стадии обработки находится несколько операндов, называется ЦВМ с множественным потоком данных.

Класс SISD представляют собой обычные структуры фон-Неймановского типа. В таких ЦВМ есть только один поток команд, все команды обрабатываются последовательно друг за другом и каждая команда инициирует одну операцию с одним потоком данных.

Для увеличения скорости обработки команд и скорости выполнения арифметических операций в ЦВМ класса SISD может применяться конвейерная обработка. Конвейеризация увеличивает пропускную способность процессора - количество команд, завершающихся в единицу времени, но она не сокращает время выполнения отдельной команды. В действительности, она даже несколько увеличивает время выполнения каждой команды из-за накладных расходов, связанных с управлением регистрами. Однако увеличение пропускной способности означает, что программа будет выполняться быстрее по сравнению с простой неконвейерной схемой

Структура ЦВМ-Орбита 20 как последовательной машины класса SISD изображена на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Структура ЦВМ класса SISD

Структурно это самый простой и самый распространенный тип универсальных БЦВМ и специализированных вычислителей используемых в бортовом оборудовании ЛА. К этому классу также относятся, например, БЦВМ серии «Аргон» и ЦВМ-80.

В процессе эволюции вычислительных машин класса SISD они приобрели развитую систему команд: с большим количеством машинных команд, многие из которых сложные и выполняются за много тактов, с большим количеством методов адресации, большим количеством форматов команд различной разрядности, с преобладанием двухадресного формата команд, наличием команд обработки типа регистр-память. Анализ работы процессоров показал, что примерно 80% времени выполняется лишь 20% большого набора команд. Стремясь повысить общую производительность ЦВМ, количество команд резко уменьшили, а сложные команды стали выполнять в виде последовательностей команд из выбранного минимума. Резко уменьшили и количество способов адресации памяти. Более сложные и редко встречающиеся в реальных программах способы адресации стали реализовывать с помощью дополнительных команд, что, вообще говоря, приводит к увеличению размера программного кода. Однако такое увеличение длины программы окупается возможностью простого увеличения тактовой частоты процессоров.

В ЦВМ-Орбита 20 предусмотрена возможность подключения допол­нительных блоков постоянной памяти и УВВ, используемых в составе различных бортовых авиационных комплексов.

ЦВМ-Орбита 20 изготавливается в трех конструкторских испол­нениях: ЦВМ-Орбита 20-23, ЦВМ-Орбита 20-86 и ЦВМ-Орбита 20-17, отличающихся только, схемами подключения.

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О КОНСТРУКЦИИ
И АРХИТЕКТУРЕ БЦВМ.

Date: 2015-07-17; view: 2144; Нарушение авторских прав