автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Анализ и синтез подсистемы интерфейса ввода-вывода высокопроизводительных вычислительных систем



и,

м1н1стерств0 о с в i т и украТни

_

^ХАРШВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХН1ЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ V_РАДЮЕЛЕКТР0Н1КИ_

На правах рукопчсу 1СХАКОВ ДМИТРО ЮР1ЙОВИЧ

АНДЛ13 ТА СИНТЕЗ П1ДСНСТЕМИ 1НТЕРФЕЙСУ ВВОДУ-ВИВОДУ ВИСОКОПРОДУКТИВНИХ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ

Обчислювальш' машини, системи та мереж!, елементи та пристро? обчислювально? технши

Автореферат дисерташТ на здобуття вченого ступеня кандидата техшчних наук

Харшв—1996

Дисертащею е рукопис.

Робота виконана на кафедр! автоматизацп проектування обчислювально1 техшки Харклвського державного техшчного университету радюелектрошки.

Науковий кер!вник:

кандидат техшчних наук, професор Какурш Микола Яковлевич.

Офщшш опоненти:

1. Доктор техшчних наук, професор Б1БЕРМАН ЛЕОН1Д 1СЕРОВИЧ.

2. Кандидат техшчних наук, доцент ХАРЧЕНКО ВЩТОР МИКОЛАЙОВИЧ.

Пров1дна оргашзацш: Харкшський ав1ацшний шетитут, Мип-стерство оевггн Украши.

Захист дисертацп вщбудеться ..14 " 1996 року

о «11}0 » годиш на засщанш спешал1зованоТ вчено! ради К 02.25.03 в Харювському державному техшчному ушверситет1 радюелектрошки за адресою: 310726, Харшв, пр. Ленша, 14.

3 дисертащею можна ознайомитися у бгблютещ Харшвського державного техшчного ушверситету радюелектрошки за адресою: 310726, Харкав, пр. Ленша, 14.

Автореферат розкланий « 24 » иа&ОпСУМ 199 £ року.

Вчений секретар спещал1зовано1 вчено! ради

¡В. В. БЕЗКОРОВАЙНИР1

ЗЛГЛЛЬНА ХАРАКТЕРИСТША РОВОТИ

АктуальШсть томи. Виб1р системи обчислоюш для робота олектронно; обчислювально!" мешшн С КОМ) суттсво впливае на II над(йн!сть та эконом1чн!сть. В1 д застосовано! системи обчислення залежить структура апарэтних засо-Ив мзшинита швидк1сть виконшгня арифметичних та лоПчних операцШ. Тому в cneu.iajii30Bair.tx обчислювалышх присгроях шкроко використовютъся систвш залишкових клас!в (СЗК) та. ¡нш! системи.

При побудов1 складшх обчислювалышх систем виникае нообхшпсть обмшу !нформац{сю мпх ЕОМ загалького призначешт то сп9ц1ал1зоваш1ми обчислювальнжи пристроями. Коли окром I пристро! тако! системи працтоють у р!зних системах обчислення, з'является ■ проблема розробки-Чнтбрфейс(в IX канал1в вводу-виводу. Коли час перотворения ¡нформацп при 11 ввод1-вивод1 с критичним параметром системи, ця проблема-стае особливо гострою. В цьому вштадку до швидкодП" пггерфейсу вводу-виводу, мшонуючому порэтворвння форми цифровох'■ шформац!I пред'являються особливо висок I вимоги. • ■ '

ОО'сктоы дослхдяешш с швидкодIкттй пиерфэйс. м1ж пристроями обчислювально! техники,' прадаочими у р1эних позищйних системах обчислення. !

Метою дисерташйног робота с розробко ун!версалъного методу шеидкого перетворення код1в чисел мш позишйними системам! обчислення та методики' побудови шдсистэмп ИВИДКОД1ЮЧОГО ¡нторфейсу вводу - ВИВОДУ М1Ж ПрИС ТрО я! Л1 * працюючими у р1зш!х позищйних системах обчислення.

У в1дпов1дност! з поставлено^ иетою вирхшуються тек! задач1:

1. Розробка методу швидкого перетворення код¡в чисел м!ж позицIйними системами обчислення, здатного до застосуваннп при р!зних вимогах до ствв! дношення М1к швидкод!сю та апаратними витратами. (Метод накопичування екв(валент!в)'.

2. Розробка методики побудови пристрою, виконуючого перетворення код1в чисел за методом накопичування екв1валент1в.

3. Розробка» способа побудови основних вузл^в порогворювач1в кодIв за методом накопичування екв1ъалент1в.

4. Розробка методики оптш.изащ 1 структури пристрою перетворення код1в залежно в1д систем обчислення, М1ж якими .проводиться .перетворення, . та в!д параметра закону

розпод!лення випадково! величини, . що подасться на вх1д

»

шретворювача.

Б. Розробка програмноI модель перетворювача код!в за методом накопичування екв1ва,лент1в. ^

Метода доелгдвення бпзуються на елементах теорП цнфрових автомат¡в, булево1 алгебри, комб!наторики та теорП йкоШрност!.

• Наукова новизна, роботи полягае в тому:

1. Розроблеш теорегичш основи методу накопичування екв1валент1в, забозиечуючого швидке перетворення чисел м!к будь-пкими пезищйними системами отчислений.

2. Розроблено . методику побудови Шдсистеми швидкод!ючого ¡нтерфейсу вводу-виводу, виконуючого поротворшшя чисел ¡з одшс; позиц¡йног системи'обчислення в

iiiuiy.

3. РОЗрОбЛОНО СПОСОбИ побудови ОСНОВ1ШХ вузл!в пристрою, поротворення коп!п.

4. Запропонована програмна модель пристрою перетворення код!в,- ор19Нтована на зб1р статистичжп 1нформац11 про ociiobhí парамотри перетворювача, залетаю в!д конкретних умов Яого роботи.

Практична ц1нн1стъ поляг а с в тому, що розроблений метод швидкого переводу чисел mík шзиц1йннми.системами обчислення та методика синтезу пристро!в перетворення кодi в мокуть бути sacTOcoBant для cöMiny доними Mist високопродуктиввдми обчисмвалытмв пристроягли, працитаи у ргзшгх системах обчислення, капрнклад, в цифрових керуючих, вим1рювальшн системах., системах АСУ та АСУ ТП, в системах автоматазвц! ? эксперименту, та у базах знань.

Достов1рн1сть творетичних разультат1в Шдтвердкуеться экспертизою роб1т, в шои вони опубл1кован!, результатами програмного моделювання запропонованого пристрою, а таков авторським cbíдоцтвом.

Реал1звц1я результате робота. Результата досл1дкень по tomí дисерташí використан! при створенн! системи автоматизац!í эксперименту у Харк1вському фгзико-теийчному i нститут i низьких температур HAH УкраПш та при створенн! станций супутникового зв'язку "Глобус" та "Банк1р" АО "ГЕОСАТ". Робота виконана' зг!дно плану. дерзябюдзштн01 теми "Доипдження та розробка перспектизних засоб1в проектування олоктронних систем t3 застосуванням ix в учбовому пронес! з комп'ютерноГ fmceneplГ". Результата впроваджэно в учбовий процес за курсом "Введения в проектування BIG" в

Харк1вському державному тохнIчному ун1верситет1 рад/овлвктронШ!.

Апробац1я робота то публ!кащ1. Головн1 висновки проведених досл!даень допов1дались та обговорювались на М{жнарода(й кокференцН "Теор1я I техн1ка поредавания, ''прийому 1 обробки 1нформац1 Р (м. Туапсе, вересень 1996). По тем! дисертацН в наявност! е ? публ(кац(й.

Структура 1 об'си дисаргацП. Дисертац1йна робота складаеться з вступу, чотирьох розд1л1в, зак1нчення. Робота ' вм1щуе 105 стор!нок друкованого тексту, 30 малюнк1в,- 16 таблиць, 81 використане даерело, 4 додатка.

На захист винесен! тек1 полоааиня

1. Метод швидкого перетворення код!в чисел м!ж Оудъ-якики позшдИйшыи системами обчислення. (Метод накопичування екв!валент1в).

2. Методика побудови п1дсистеми швидкод!ючого 1нтерфейсу вводу-виводу, виконуючого перетворення код! в чисел м1и будь-якими гозицШними системами обчислення за методом накопичування екв1валент1в.

3. Способи побудови основних вузл1в пристрою перетворення код!в за методом накопичування екв1валент!в.

4. Ун1вёрсапьна програмна модель пристрою перетворення код!в, ор!ентована . на зб1р статистичног ¡нформацН про основн! параметра перетворювача залекно в!д конкретних умов його робота.

6. Експериментальний комплекс •програм вибору оптимальних початкових умов для проектування Шдсистеми 1нтерфейсу вводу-виводу пристро1в ' високопродуктивних обчислювальних систем, спрямовано! на перетворення код¡в м1к

т

позиц1йними системами отчисления.

ом т РП» плглпп»

У вступ! обгрунтована октуальн!сть темя, сфэрмульоеана мота досл!джогаш, описок! структура ! об'см дисертацП, положения 1 результата, що виносяться на захист.

В поршоуу роздШ ланий огляд I сную'пк метод1в перетворвння код^в чкевл м г г; позт^йнши системами обчислэння, п!дход1В до тгрооктувашш апаратних пристро'/в поретворения код¡в чисел, приведено обгрунтувания нэобхШюст! таких апаратних пркстроТв, поставлен! основн! завдання досл!дзкэвяя.

В результат! огляду !снуетпх когод¡б перетворвння код¡в чисел Бщилено так1 нэдол!ки:

1. Залешпсть твядкодН вгд розрядност! вх!дного коду.

2. Немоклив!сть регулюввння сшвв!дносин м1и швидкод!ею та апаратними витратами.

3.' Склад»!сть розд!лоння пэретворювача на структурно нозалекн] блоки, I, як наел¡док цього, нвобхода1сть зм!ни ус1с! схеми у випадку роботн з ¡кною системою обчислошш.

4. Ор!онтац!я деяких метод!п на роботу лишэ о одашми системами обчислення.

В другому роэдКч! вир!шуеться задача розробки универсального методу швидкого перетворешм код!в чисел лик позищйнимй системд?ли об'-таслэння (мо тод накогопуввгош окв!валонт1в) та загально!" структур:! пристрою, який реалгзус перотворення код!в за цим методом.

Найб1льш поширзним шдолШом . • {снуючих мзтод!в

шретворення код!в чисел с залежшсть часу поретвороння в!д разрядности вх1дного набору. Це пов'язано з тим, що розряди вх1дного коду анал!зуються посл!довно, у Mipy того, як в1дбуваетъся ix перетворення. Винятком с табличшй метод, при якому кошому вх1дному набору ставиться у в1дпов!дн!сть декотрий вих!дний наб!р. Але цей метод може застосовуватися т1льки при мал!й розрядност! bxiдного коду, що пов'язано ¡з неприйнятним зростанням апаратних витрат у Mipy зростання розрядностг шретворюванях чисел. Для однорiдннх систем з природним порядком ваг к1льк1сть збер!гаемих екв! валанпв вираховуеться як N0HB = aN - 1, де а - основа вх!дно1 системи обчислення, N - розрядн1сть Bxiдного числа. Sri дно з цим методом yet Bxiдн! набори перетворяться за один такт..

Набагато змешити'кiлъкiсть збер^гаемих констант мозкна, якщо збэр1гати (обо вираховувати) тiльки екв1вале.:ти (у нов1й систем! обчислення) ycix цифр кожного розряду (порший такт) з подальшим fx складенням (другий такт). Таким чином,-час перетворення вхIдного наб!ру зростае на один такт, але шлыисть збер!гаемих екв!валент1в становить лише •N0KB - (а - DN.

Цей метод шретворення чисел В1щпзняеться Bi д загальновIдомого р1зновиду табличного методу тим, що отриман! екв1валенти.розряд!в вх!дного.числа складаються не поел!довно, а паралельно. Це забезпечуе високу швиднод)», але потребуе використання К-вх1дного багаторозрядного суматора, побудова якого проблематична.'

Виключити N-bxIдний багаторозрядний суматор та водночас з'меншити к!льк1 сть збер!гаемих екв1валвнт1в мокливо, якщо оперувати екв!валонтами не ycix розрядних цифр, а лише

доШлькох з них; кр!м того, збер!гати ив сам! екв1валенти, а сжо готов! результата !'х складення.

Суть методу накопичування екв1валент!в полягае в пвралольному поретвсрешх! ус!х розряд!в вх1дного числа шляхом' накопичення у нов1й систем 1 обчислення суми окв!валент1в розрядних цифр вх!дного коду.

Коли робота ведеться з екв^валэятами т1льки деяких розрядних илфр, цей метод вже не буде пстребувати збвр!гання непомерно ввлжо! к1лъкаст1 кснстанг, або ояерацИ' одночасного складошш И доданк1в. При тому час перетворення входного набору за щш методом теж не буде залевпти в!д розрядност! вх!даюго коду.

Цифри, екв!вал9нта№ яких оперують протягом ппретвороння входного коду, називсютьоя кронами перетвсрення. Сп!вв!дносити глльк1сть застосуввнь1 екв!валент!в розрядних цифр з! значениям входного розряду. можна' шляхом зменшення вх1дно! розрядно! цифри на величину використаного кроку перетворення з( подальшою перовГркою р!вност! розрядно! цифри нулю. При цьому крок перегтрепня повинен.бути не б!льшим за цю розрядну цифру. Перетворення зак!нчусться, коли у вс!х вх1дних розрядах вотдаовиться нульовэ значения. Для складання чоргового екв!валенту !з рэзульгатами полередшх'. операй!й винористовуеться накопичуючий суматор. .

Найгтрост^нтй ператворювач код¡в за методом накопичення екв!валент!в мае один крок перетворення - одиницю ! забезпечуе перетворешя Оудь-якого вх1дного набору неб1лья як за а-1 тактов, де а - основа вх!дао1' системи обчислення.

36! ЛЫППТ51. пвидкод! ю пристрою перетворення ^ код!в мгхаа

шляхом зсИльшення к!лькост1 крок!в перетворення. У загалъному вигляд! алгоритм робота перетворювачв код! в виглядае так:

Крок 1. Занести вх!дний код у вх1дний рег1стр первтворювача ! обнулите рег!стр накопичуючого суматора.

Крок 2. Пврев!рити значения ус1х розрядних цифр на р!вн!сть нулю. Якщо так, перетворення зак!нчено.

Крок 3. Всгановиги на входах суматора величину оуми найб!льших 1з припустимих екв1валент1в цифр вх1дних розряд!в.

Узагальнена структура первтворювача

Вх1дний код

*1

»

ФЕ

НС

Вих. КОД

Малюпок

Крок , 4. Додати до накопичуючого суматора величину егаНвалекту, встановленого на floro вход!. Водночас з цим зменшити на велич1шу використаного кроку перетворення аначеняя ненульових вх!дних розряд!в.

Крок Б. Перейти до кроку 2.

Загалыга схема такого перэгворювача кодi в приведена на малшну. РП^ - вхiдлt рвг1сгров! пристроГ, як! виконують задачу зберэжеиня значения 1-го вх!даого розряду та зменпюння його на величину кроку перетворення, тобто реал1зуять функц!ю

- х1 - KjCfjj,' (1)

де 1 » ТТЛ; N - к!лыс!сть вх1дних розряд1в; Х^ - тимчасове' значения 1-го вх)дного регЮтру; К^ - значения найб i льиого крону перетворення нэ парелищухпого Х^; 3 - ПЖ; М -• к1льк!сть kpokíb перетворення; С^ - 6ír керуючого слова С*, який дозволяс в!дн1мання В1Д значения вхдаого pericTpy Х^ величини кроку перетворення К^; С2, С3 - синхросигнали, керуюч i роботов формувача вкв1ввлент1в. ФЕ та накопичуючого суматора НС.

Пристр1й корувшшя ПК викануе анализ величин, збер^гаемих у вхшшх реп сгрових пристроях. на продает п:дбору кроку перетворення I формуе' керуюч! слова С* для кожного PIIj та квруюче слово D для формувача екв!валештв. KpiM цього ПК такок забэзпечуе сцнхрошзацт ' роботи горетворювача код!в» "занесения вх!дного коду та видачу вихгдного. Керуюче слово D мае розм!р КМ б!т.

Формувач ©кв i Евлвнтi в рзалгзуе функцию

М N

*jb4 (2)

11=1

де b* - вага у вих!дШй систем 1 обчислення одиниц1 1-го розряду вх1даого коду; Dj - 1-й С1т керуючого слова JJ, який сигнал!зуе про використання крону поретворення Kj до 1-го розряду. ■

Кроки поретворення можно використати посл!довно, або паралельно. Споо)б викориоташш KpoKi в поретворення впливас т1льки на алгоритм роботи ПК та на к!льк1сть збер1гасмих у ФЕ екв1валент1в. Так, для посл!довного використання крок(в потр!бно .

- M(2n - 1) (3)

екв!валент1в, дэ М - к!льк1сть крон!в перетворення; N -к1льк1сть розряд!в видного коду. Для паралольного використання крок!в noTptОно.

. ; (4)'

екв(валент1в.

Шлыистъ такт1в роботи пристрою, потр1бних для перетворення N - розрядного вх!дного набору А можна оц!нити таким чином: .

пос ' v^ %(А) . - qM + qM_1 +-----+ q1 V' qJt (6)'

де q^ - к!льк1сть застооувань кроку Kj.

maz(X^)

Kd

, i - ггп;

де И - визначае отараШю скругл{дая до найб!лшого ц!лого.

■Jk

xj[ « A^, для Д = M; X^ - X^"' mod K-j..,. для i < M.

При пералельному використаннГ крон1 в к1льк1оть тактI в пбрихиорения мокна оц11Шти так:

ы£вР (А) - шах( H^PiAjJf ). i - ТТЛ: (6)

де (Аа) - киькЮть такт!в, потр!бних для перетворення 1-го розряду вх!дного набору А.

пар '-Ii i" sr 1

NTi (А1) « + ••• +-Ч1 - ) -

,3. 1. ТГ»,

де - к1льк(сть застосувань кроку К^ для перетворення А^.

Х^ - А1, для ^ = М; Х^ - шod К;}_1, для ;) < М.

При перетворенн! код1в СЗК у поретворгаача з паралельним використанням крок1в с моалив!сть викорйстати р1зн! набори крок!в для р!зних вх1дних розряд1в, що дае можлив1сть п1д1брати для коиного розряду оптимальний наб!р крок1в перетворення. .

' Виб1р способу використання екв1валент1в заложить в(д . вимог до швидкод1I пристрою та обмежень до апаратних витрат. 8 третьему розд!л1 розглядаються • питания побудови основних вузл(в пристрою перетворення код!в за методом накопичування екв!взлент1в. . • -

Синтез вузл!в перетворювача при визначених - к!лькост1 крок!в перетворення та !х • значень с задачею, яка може вир!шуватися за класичною методикою синтезу цифрових автоматов по {х таблицям 1стинност1. Але результатом цього

синтезу буде схема, побудована на базисах Шафера, Пирса чи Судовому Оазис!, то робить неэконом1чним i'x рвал1зац!ю. Тому дал1 розглядаються tmal вар1анти Тх побудови.

Вх!дн! pericTpoBi присто)' виконують функц1ю збер1гання вх1дно! розрядно! цифри та зменшення П на величину найб!лъшого з допустимих крок!в. Ш пристроi включать до себе рег!стр та кодовий шифратор, який виконус зменшення значения pertcxpy на величину крону перетворення зг!дно (i). Для однокрокового перетворювача код!в весь рег!стровий пристр1й реал1зусться на баз i. реверсивного л!чильника. Для багатокрокових шрэтворювач1в досить екожшчною с . реал!зацая РП на баз 1 програмусмо! лоПчноХ матриц! (ШШ).

. [IpncrpiR керування включав до себе NM дешифраторов перевшцення (N - к1льк!сть вх!дних розряд!в, Ы - к i лысеть крон!в перетворення) та енал!затор готовност!. Дешифратор поревищешш 1-го розряду до 3-го кроку перетворення реал1зуе функц1ю

i f 1» Xj > К.«,

DÍ¡ = { (7)

■ 3 l O, Xj < кг

Керуюч! слова С* формуються аналог!чно.

Група дешифраторi в паревищэння, анал!зуючих один bxí дний розряд, утворюс слово стану входного розряду, kijitki сть одиниць в якому буде дор^вншати к!лькост! крок i в шретворешш. Для спрощення структури перетворювача доцiльно перетворити код цього слова таким чином, щоб залишити тiльки одну одиницю, яка в1дпов!дае кроку з иайоiльшою вагою. Весь Ha6ip дешфратор1в перевшцення може бути реал;зованим на ПЛМ.

Анал!затор готовности сигнал iзуе . про заворшешш

перетворення, коли yet Bxi;mt pertcTpoBt пристро! м!стять нульове значения. Цей стан легко визначити анал1аувчи зн2':о:п:я i=» i, ti.

Формувач екв1валент1в формус число, яке дор!внюс, сум! значонь у нов¡й chctqmí ' обчислення екв1валонт1в крок1в поретворения, як i одночасно в1дн1маються в1д значень вх!дних розряд!В. К1льк)сть збер(гаемих екв(валент(в задекить в!д способу використання крок!в перетворення t обчислюеться зг1дно з формулами (3), (4).

Основою синтезу формувача екв!валент1в с побудова Лого таблиц) i стинност!. Для перетворювача код!э з паролелышм використаннлм крок(в вх1даими даними uieí таблиц! будуть yet mokjhibi комбшацП сл1в ста вх1дких розряд1в, a вих1дними дашми, в!дпов!доюч! ¡'м с у ми окв(вал9нт1в. Для перетворюпачв з поел!довним використанням крок!в перетворення таблиця ¡стгашост! будусться таким ze чином, як i для пзралельного, але з iieí виключаютъея строки, в яких слова стану в-1дних розряд/в потрэбують одночасного використання plsraíx кронi в перетворення.

Kiлък1сть анал!зусмих вх!дних розряд!в (1, як наелiдок цього к!льк!сть абер1гасмих екв(вал9нт.1в) можна анпэити, коли перетворення ведаться 1э систэми обчислення, деяк1 розряди котро! мозкуть бути перенесен! у вигЛдау систему обчислення без зм!ни' форми. fx подання. В цьому випадку значения цих розряд!в подашься до накопичуючого суматора без будь-яких перетвореннь. Прикладом tqkoí ситуацП о перевод першого розряду ц i лого числа дв1йково-К-1чно1' системи обчислення у двi Якову систему.

Формувач окв i валент i в може бути роал!зованкм на

комб!нац!Т шифраторов та , дешифратор!в, чи набору мультиплексор!в (по одному на б!т вих!дного коду). Недол1ком цих раал!зац!й с нерегулярн!сть структур« синтезованого пристрою та велика Н1льк!сть корпус!в. Тому б!льш пороважлива реал1зац!я формувача екв!валент1в на баз! пост!йного запам'ятовуючого пристрою (ПЗП). При цьому необх!дний об'ем ПЗП у б1тах становить

Дзп" "екв <8)

дэ - розм!р у 01тах эквиваленту найб!льшого крону

перетворэкня старшого розряду вх!дного коду. Для систем обчислення е прирсдй™ рорядком ваг .

^п «вкв ]1о^Ы Иовь(ак- 1)1,- (9)

дэ Ъ - основа вих!дноI системи обчислешя.

При эм1н! вих!дно! системи обчислення зм!ниться Т1льки наб!р формусмих чи збэр!гаемих екв!валент!в, структура та .функцтонувоння !нших вузл^в залишиться незм!нним. При зм!н( вх!дно! системи обчислення наб!р крок!в перетворення (1. як наел!док цього, дешифратори перевищення та кодов! шифратори) можна залишити без зм!н, а зм!нити т!льки значения зОэр!гаемих вкв!валент1в. При цьому зм!ниться лише швидк!сть перетворення, алэ перетворрвач буде функц!онувати правильно.

В четвертому роздШ описуеться програмна модель пристрою перетвороння код1в, наведен! результата моделювання робота пристрою при р1зних наборах крок!в перетворення та р1зних. законах розпод!лу величини вх1 дного коду.

Синтез ус!х вузл!в починасться з вибору основних характеристик перетворювача - к!лькост1 крок!в перотворэпня та IX зиачень. Виб!р цих параметров залежкть в1'д обшжень по

швидкодп та апаратним нитратом. Отримання формули для обчислення них параметр¡в проблематично, особливо при робот 1 з кодами СЗК. Рвкурсивн! формул« (G), (6) важк1 для ручного застосування i дають лише к!лькТсть такт)в, потр!бних для переводу одного вх!дноро- набору. Для вир!шоння задач! отримання стотистично! ¡нформац!) про роботу пристрою пэротворення код!в було розроблено програму моделювання Яого роботи.

Метою розробки программ було отримання таких показник!в:

1. Максимальноi к!лькост! такт!в перетворення вх!дного набору.

2. Математичного оч!кування к!лькост1 такт!в перетворення вх;дного набору, розпод!леного за р!вном!рним, чи нормальним законом.

3. Млъкост! набор!в,' перетворених за 1, 2,...,а такт1в.

4. ДисперсП к!лькост! тактIв перетворення вх!дного набору.

б. К!лькост1 використань кокного крону перетворення.

Результатом роботи ц!с? програми о статистичн! дан! про роботу пристрою лише з одним -набором крок!в перетворення. Для полегшення процесу формування даних для моделювання розроблено прогрому, яка заповнюе файл вх!дних даних.

Комплекс прогром моделювання роботи пристрою перетворення код¡в розроблено на мов! С++ з ор!сптQui сю на стандарт ANSI, що дозволяс переносити fx на р1зноман!тн1 операц!йн1 системи. Випробуввння проводилися на IBM РО Pentium 75. '

Отриман! результата п!дтвердаують висновок, то ивидкод!я перетворювача код!в суттево заложить в!д набору крок!в поретворения. При р!вном!рному закон! розпод!лення величини вх!дного набору оптимальним по швидкодИ' с наб!р, найб!льший крок якого дор^внзое половин1. основа системи обчислення, в мелодий кроки дор!внкшть половин! попереднього (при цьому вага найменшого кроку завжди 1). Коли вх!дн! дан! розпод!ляються по закону, в!дм!иному в1д р!вном!рного, .оптимальний наб!р крок!в перетворения вибираеться шляхом п!дбору. .

В зак1нчонн1 викладен! висновки та основа! результата робота.

В додагках наведен! текста програм, результата програмного моделювання робота деяких конф!гурац!Й перетворювача та справки про впровадкення результат¡в дис9ртац!йио! робота.

0СН0Ш1 РЕЗУЛЬТАТ« РОБОТЙ ТА ВИСНОВКИ

1. РозроОл&но ушверсальний метод швидкого перетворения код!в чисел ми; позиц!Яними системами обчислення, шв1Щкод1я якого не залежить В1Д розрядност! вх!дного коду (метод нвкоиичування екв!валэнт!в).

2. Швидкод1я методу нзкопичування екв1валент(в залекить в!д к!лькост! та значения збер^гасмих, констант, що забозпечуе моклив!сть регулювання сп1вв1дношення М1К швидаод)ею та апаратними витраташ на реал^зацт пристрою, працж&чого за ним методом..

3. Розроблена ун!версальна структура пристрою

поретвороння код!в, не залекна в!д набору систем обчисленнл, Mi ж якиш! ве деться перетворення.'

4. Розроблена методика побудсЕЛ аиарзтног-и пристрою, сиконуичого. перетворення код!в чисел за методом накопичування екв1велопт1в;

5. Одержан! оц!нки основных показник1в запропсиованого пристрою перетворення код!в. Швидкод1я перетворювача значно

поровизцуе швидкод 1 ю пристроГв, працюячих за. в!домими

■ <

методами,

6. Розроблон! способ« побудови вузл1в запропонованого перотворювача.

7. Розроблена програмна модель перетворювача, яка дозволяс оц!нити основн! показники робота проектуемого пристрой, ураховуючи система обчислення, м!а якими ведеться перетворення, та закон розпод!лення випадково! велич!ши, подаваемо!' на його вх!д.

Основннй satcT дисертацИ епубл!коваио в таюи роботах:

1. A.C. 1783618 Б НОЗМ 7/12 Преобразователь двоично-К-ичного кода в двоичный код. / Какурин Н.Я., Макаренко А.Н. . Исхаков- Д.Ю., Толмвцкий И.Ф. // Открытия. Изобретения. 1992, N47, с.218.

2. Исхаков Д. Г)., Какурин Н.Я., Быстродействующий трехшаговый преобразователь кодов. - Деп. з ГНТБ Украины,

II 1081 - УкЭ4, -10 с. ' " • .

3. Исхаков Д.Ю., Макаренко А.Н. Синтез основных узлов' преобразователей кодов по методу накопления, эквивалентов. -Деп. в ГНТБ Украины, N 2203-Ук94,.-12 с.

4. Макаренко А.Н., Исхаков Д.Ю. О способах построения формирователей эквивалентов в- преобразователях кодов одного

класса. - Деп. в ПГГБ Украины, N 530-Ун95, -17 с. • '

5. Гарагуля A.B., Исхаков Д.Ю., Какурин Н.Я. Минимизация аппаратурных затрат формирователей гжвивалентов. -Деп. в ГНТБ Украшш, N 1694-Ук96, -16 с. .

6. Исхаков Д.Ю., Какурин Н.Я. Анализ и. синтез преобразователей кодов по методу накопления эквивалентов // Тезисы докладов международной конференции "Теория и техника передачи, приема и обработки информации", Туапсе, 1995, о. 133.

7. Исхаков Д.Ю'. Оптимизация выбора шагов преобразования в преобразователях кодов по методу накопления эквивалентов // Тозисн докладов меадународной конференции "Теория и техника передачи, приема и обработки информации", Туапсе,, 1995, с. 135.

Особиста участь автора в отртшнш hüjt.okix результатов

Дисертац!Йна робота с шдсумком особистоГ робота автора. В роботах, написаних у сп1вавторств1 (1-6, 7), особисто автором розроблэно ушверсалъний метод швидкого поре творения код1в м!ж позишйними системами обчислення (метод накопичування вкв!валент1в), на основ! явного методу загальну структуру пристрою перотворення код!в з посл!довним або паролельним використанням KpoiuB перотворення, способа побудови вузл!Е пристрою перетворения код!в, програмну модель пристрою перотворення код!в.

АННОТАЦИЯ

Исхаков . Д.Ю. Анализ и синтез подсистемы интерфейса ввода-вывода высокопроизводителышх вычислительных систем.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.08 - Вычислительные машины, системы и сети, элементы и устройства вычислительной тохншси и системы управлешя. Харьковский государственный технический университет • радиоэлектроники, Харьков, 1996. Диссертацией является рукопись.

Целью работы является разработка метода быстрого преобразования чисел между произвольными позиционными системами счисления и устройства преобразования кодов чисел на основании этого метода. Универсальный метод преобразования чисел мокду произвольными позиционными системами счисления обеспечивает высокое быстродействие, не зависящее от разрядности входного кода, и возможность изменения соотношения между быстродействием и аппаратурными затратами. Различные реализации этого метода позволяют менять число хранимых констант, учитывать особенности входной системы счисления и последовательности входных наборов.

SUKMARY

Iakhakov D.Y. Analysia and synhteala of the cubsystem of highly productiv computer syotem's input - output Interface, The dissertation.for the candidate degree of the technical зс1епсез on the epeclaiitieo 05.13.08 - "Computers, eystema and networks, parts and devices of computer's, equipment and control syotem". Kharkov State Technical University of RadioelectronlC3, Kharkov, 1996. The dissertation, is manuscript. • ■

The aim of dissertation Is to develop the method of fast codes tranalation between any positional number systems and design of codes translation device based on this method. Universal data translation method provide high speed whithout depending on input code's capacity and possibility to change correlation between tranalation speed and hardware expenditure. Different realisation of this method make it possible to change the number constants to keep, take into account the input number system and input sets peculiarity.

Кличов* слова: система обчислення, .пристр!й горетворення код!в, эквивалент, вх1дний наб!р, вх!дний розряд, крок перетворешш, такт перетвореннп,_ алгоритм, закон розпод)лення, математично оч1кування, дисперс1я, програма, програмнэ модель. .

Шдписвно до друку 15.11.95 р. Об* см 1,25 др.а. Обл.-друк. а. - 1

Формат паперу 60x84 1/16. Тирах IQO пр. Зам. 22/304

Друкарня ХВУ, м. Свобода, 6