Устройство для программирования цифровых интегрирующих структур

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1>526892

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнптезьпое к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 10.09.74 (21) 2059221/24 (51) М.1х, i. G 06 I- 9,00 с присоединением заявки №-Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32 ! 15),1ата опубликования Ii;!i!ca!i;III 4.10.76 (53) У. 1,К 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Я. Дровянников, А. В. Каляев, В. И. Лукиенко и О. Б. Макаревич

Таганрогский радиотехнический институт им. В. Д. Калмыкова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

ЦИФРОВЫХ ИНТЕГРИРУЮЩИХ СТРУКТУР

Изобретение относится,к области вы-1пслитсльной техники и может быть использовано совместно с цифровыми интегрирующими структурами (ЦИС) и другими вычислительными устройст1вами, реализованными с помощью цифровых интеграторов, для их автоматического программирования, а также с цифровыми,вычпслительными машинами (ЦВМ) для расширения их функциональных возможностей.

Известно, что для автоматизации про;рам мирования ЦИС может быть использован аппаратурный транслятор, реализованный в зпде устройства для обработки информации, содержащего запоминающий блок с регистром адреса, адресными ключами и элементами памяти, ар11фметпчеакий блок и блок управления, потенциальный ключ автономного цифрового автомата. Наиболее близким I10 технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок ввода исходных да1тных, выход которого связан с входом запоминающего блока исходных да:1:1ых, соедп пенного д вух1сторонними связями с арифметическим блоком, выход которо"o соединен с входом блока вывода, и блок управле:!ия, соедине н1ный двухсторонними связями с блоком ввода исходных данных, запоминающим бло-! ком исходных данных, арифметичес им блоком и блоком вывада.

В настоящее время I»ieIIIIo Ia;;»e унпьсрсальные ЦВМ пс11ользуются в качестве цифрового программирующего автомата для азтоматпческой подготовки 11рограммы;(ля

5 ЦИС. Од11ако этот путь нс пает г!олного решения вопроса. Тра:зсляторы, осуществляющие автоматпческу1о разработку программ для UHC, пре:IcTBBëÿioT собой программы, сложные и большие по об1ьему, и 1ля разра1О боткп и реализации этик программ требуется использование ЦВМ и их математическое обест1еченпе. Прп этом неэффективно используется оборудование и математическое обеспечение ЦВМ, наблюдается существеlllli lit расход машинного ape»eiiii ЦВМ и ограничивается оперативность з общей подготовке программ для ЦИС.

Напбо.1се полно эт11 педоста! кп мо! ут бы Гь устранены путем аппаратурной реалпзац1ш трансляторов и других элементов Ilpo:раммного оооспече:1пя ЦИС. В зависимости oã условий il ооластн использования ЦИС можно указать следующие два основных подхода к аппаратурной реализации программного обеспечения LII IC: погружение программных средств LIIIC з аппаратуру ЦИС и разработка а,втономной c .1åöèàëèçèðîâàííoé à 1111Ip3тур!ной приставки к ЦИС. Второй путь призодпт к построеншо устройства с более широ1к11ми функциями по сравненшо с известным. и

526892 спсциально приспособлеиног0 для программирования ЦИС. Его использование упрощает подготов!ку и сокращает время программировяиия задач для ЦИС, а также позволяет использовать ЦИС без сопровождающей у!Гнверсальной ЦВЧ.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач.

Это достигается тем, что 3 предлагаемое устройство введены блок формирования систем дифференциальных уравпе:(ий Шеuuouа, блок формирова:!ия программ, коммутации, () IoK формирования кодов операций, блок формирсваиия програсмм для вычисления HI113ëb-!! ых 3 няч сипй H Олоl< форм ир овя гп! я elf cTexl масштабных соотношений, сое (инсиныс Llryxсторонними связями с 33помииающи)1 блоком исхо,ц!ых данных и блоком управления, "a гом .!На!ощий олск стандартных систем уря!впсний Шеннона, запоминающий блок кодов о(!с1) я ц и й, 3 я по м и и Я 10 щ и и б. I o I< t 0 1 fl p 0" р Я м м Ko xl мутации, запомина(ощий блок поди рогря)!м для расчета начальных значений it запоминающий блок систем масштабных соотношений, сое luiflciluble двухсторонними связями с блоком управления. Выход запоминающе: О блока стандартных систем диффере!Нциялы!Ых уравнений Шеннона соединен с входом блока

<1)ормировяиия систем дифференциальных уряв:!е(гий Шеннона, выход запоминающего блока подпрограмм коммутации сос;1иисн входом блока формирования программ ко)1мутации, выход запомина!ощего олэка кодов операций соединен с входом блока формирования кодов операций. Выход запоминающего блока подпрограмм для расчета начальных ,значений соединен с выходом блока формирования программ для вычисления начальных значений. а выход 33поминяющсго олокя систем масштабных соотношений — с входом

îлока формирования систем масштабных соотношений.

Повышение эффективност!! расширс((ис возможностей автономного использования

ЦИС для работы в реальном масштабе врсterltI, а также осво()ожденпе ЦВЧ и матсма тическос обеспечение ЦВМ д;!я 1)рограммирэвания (остигается за с IeT реа 11133 HHII Hao()рстения в виде автономного с:(сцияли;!ipoвянuoro цифрового автомата, осущс=твляющсго полило подготов)ку программ для LIIIC.

Предлагаемое устройство позво. IHcT ".(росто и эффективно осуществлять автом,Tit«еское преобразование !3 программы pctue!irist ня

ЦИС широкого круга функцион аль.tbtx зlязисимостей (элементарных функций. Си=теxl 1и !!ейных и .нелинейных обыкновенных д<ифференциа Ibnbrx уравнений, систем lë: ебраическпх и трансцендентных уравнений, и!)тегря(оа и др.), не содержащих ги!пертраиспе!(децтьчых фун(кций. Для осуществления этого преобразования ис.<одная задача описывается !13 непроцедурном специализирован.юм я",ûêå программирования высо)кого уровня и ",.зо,rirся 3 устройство програмх!нрозяпия.

Пример записи системы днффере:!циаль ных уравнений у" = е" ) + sin (х> + 1 х = l . I ny +-- ()з .Т, х„,— с. g,,- — c>, д .,=с„ на языке программирования:

begin — вычис Icilae координат;

10 argument i; function х, у; coiistant а, с), с,, с >, с

sistern — преобраз013ание системы t) Itpoãpà)lx )> решения для ЦИС:

p - д = exp (а —, ру) — sit! (рх —,i)i;

PX = t )< li1 (P I + b " . ; 3; х„= с,; 11() — — C2,,()1(1о — — с.и

end.

20 По tlcxoдltoH aaëa÷e, заиися!!Ной на язы-! ке программирования, Нре.tлагаемос устройство осуществляет формирование системы дифференциальных уразнсний LLIe iuoi!a, прог!)аммы соединения рсшяющи:< блоков UIIC, 25 ко:(ов операций, необходимых,.(ля няс (ройки решающих б)ло.ков, системы масштабных cooTIroLlIoHtt», ио которой ра.= !итываются мя<п1т!1() Ы,(:15I Ц! 1С с ф I! Kс! I pовя:I II:)и:33:! яTÎЙ,:1 также вычислсflnе eиячяльных >Hя !с)!Нй:!Я>)сМС Ц)ЫХ.

Иа чертеже показана блок-схема:!редлагасмого устройства, где 1 — блок 1!водя и.— ходны < дanitf>tx, 2 — - заиомипакнций () IOK и.ходublx,taíuûx,, ) — б,lок 3 пряг>(1сHHSi, 4 арифметический блок, 5 — () IQK формиро)33ния систем дифферелциальных уравнений

ШеHHoua, б — — блок формирования нрэграм..; !

<оммутацни, 7 — блок формир()вания кодо, операций, 8 — — блок формирования программ

40 для вычисления начальных значений, 9

0.1 О к ф 0 р м 1 ц) 0 13 я н и я с и с т с м 3 I a c i LI T a () i bl x с Оотношений, 10 — запоминающий блок стандартных систем урависип!й Шеннона, li заиомина(ощий блок подпрограмм хоммута45 ции, 12 — запоминающий б IOK I<0TOB О tcðaций, 1) — 33 оми (ающий блэк ио.(;!рограмм

liIH расчета начальных значс !ий, 1-1 за:)о минающий ()лок систем масштабных соотношений, 1» — олок вывода.

50 В,!с!<::-330,13, сое цц!снный G:L:!0:Top»:.,:(:сl.: свя >bio с запоми:!акнцим блоком и двуxcToронней связью с блоком управления, -;ре !и",aHa -(е(! для ввода !1 хо.ц(ых данных з ">3 Io)IH: я!ощий блок. За !ox!I!лающий элок, осуществляюи,ий хранение исход<ной, !!ромежутэч !ой H рсзультиру!Ощей информаций, связа . двуYcToрэнними связями с блоком управления, с

Ярифмст;1ческим блоком, 3 также с блоком формировасния ciicтем Гп!д фсренция Hны : урав!!сний Ше;!нона, -„Олоком форми;)овация программ 1<оммутации, с блохо).. фо;)мирззяIIHH кодоз операций, с блоком формирования .. рограмм для вычис le;IIII! -iaчяльных з:!я-:— иий, с ()noKO)i формирования си тe."I масшта )..!>tx cсот !ошсний.

526892

Блок управления соелинсн дву«cTopo;!!l ми связями со Всеми без исключения блэками предлагаемого устройства и прелназначен лля управления работой этих блоков.

AplIgмети -1ейкии Олок, сВязапныи лВухстс ропними связями с запоминающим блоком, с блоком управления с односторонней связью, с блоком вывола, служит Лля предвар тельного преобразования текста исходной залачи, расчета начат!ы!ых значений перемен«п

Вычисления масштаба лля ЦИС с фп«сироваги!ой запятой.

В процессе преобразования осуществляется синтаксический:контроль и сегментация тскста входной программы, илентифпкацпя переменных, переколиров1ка текста программы в промежуточный внутренний кол и преобразсзаиие переколированиого текста в бесскобочную форму записи.

Блоки 5 — 9, соединенные лвухсторон Нми связя ми с запоминающим блоком 2, блоком управления 3 и односторонними связями с блоками 10 — 14, прелназначены соответствеп.:о

Лля формирования систем Лифференциалы!ы« уравнений Шеннона лля всей исходной зада чи, программ коммутации, колов операций, программы лля вычисления начальных з.!3чснпй переменных системы смасштабны«соотношений. По сформированным программам лля вычисле шя начальных значений и системам масштабных соотношений в арифмети:Icсгком блоке осуществляется расчет начальных значений переменных для решающих блоков

ЦИС и производится вычисле1ше масштабов переменны«лля ЦИС с фиксирова шой запятой.

Запоминающие блэки 10 — 14, соелиненныс лву«сторонними связями с блоком управления и олносторош1ими связями (Выхолы) с блоками (c вхэлами) 5 — 9, прелназпачены соотВетственно лля хранения станлартных систем уравнений Шеннона, подпрограмм коммутации, колов операций, полпрограмм лля расчета начальных значений, систем масштабных сооТношений.

Блок Вывсла, связанный лву«сторо.!Ними связямп с блоком управления и олпзсторонней

c;,IiçbI0 (Вхол) с арифметическим слоксм (с вы«олом) служит лля вывола гконтролы!ой информации о синтаксиче"кп«ошиб«лх В тр";, слпруемом тексте исходной зада!и и .1рогзаммы решения лля ЦИС.

Устройство работает слелующим соразом.

Текст схолной задачи, записанной на языке программироваш!я, и исхолные числовые лянпые вволягся с помощь!о блока ввола ис«оЛных ЛBklklbi«в запоминающий блок исходk«,ix да;и!ы«. После этого в арифметическом блоке осуществляется переколировка символовв введенного текста на внутренний кол рас-.— сматриваемого устройства п производится синтаксический контроль текста. При обнаружении синтаксических ошибок информации об этом ik!3кягlлпвается в оОлэке 2, псрелается через арифметический блок 4 блоку вывода 15 и работа устройства прек!ращается до нсправле1111я ошибо:;. Если же В тексте,не обнаружено синтаксических ошибок, в арифметичес:;см блоке после переколировки символов по5 следовательно осуществляется сегментация псхолной программы, илентпфикацпя переменных задач (составление словаря переменны«) п преобразование сегментов залачи в бе.с 0 оочную (польскую инверсную) запись.

10 Сегмент программы, прелставле!шой в бссскобс шой форме записи, запоми1гается В запоминающем блоке. После этого 0 10« упрлв-! ения посылает си.-нал в блок 5 формирован !я систем лпффсре:1цпальпь1« p33!!c . !.."!

15 Ше:-шона. Блок 5 просматривает cciме:1т прогр",ììû, í",«олящийся в ланный момент в -.,3 поминающем блоке, и выбирает очсрслной функциональный символ и соответствующие ему операнлы. Затем из запоминающего бло20 a осуществляется считывание соответствуюгцей это i% функцпоп3 lb! Io«i> спм 30;! ñò31!,".0T:1си системы оавненп!! Шеннон": и замена ее услсв iblx операплов пстиннымп, являющнмися аргументлмп обрабатываемого в ллн

1IIь:й мсмс"т 11» 1- кtt!Io»a,ab!Ioro символа. Сформп сза:шая таким образом система диффез 1щпальны«уравнг!1Нй Ше.-и!Она "Icðccbië3CTСя ".. ",330i»I!Iaio!!IIII! блс«2. Далее 1!о фу1-::1!! .Ональ:1ому с:!.!3011у i. c! о о.1срлнлам бло;

5, используя соответствующую этому фуп: tI!0;l3ëbki0ìó символу полпрограмму коммутац1ш из запоминающего олока 11, ссущсс-з,IkIcT формпрова!Illc программь. коммутации.

Аналогично блоком 7 с использованием

35 и;!формации из запомипакнцего блока 12 лля этого же фун кцпональногO с! I«tâî÷3 пропззо t:1òcÿ формирование колов операций, нсоб«олимых лля настройки решающих бло«ОВ

ЦИС, 3 блоком 8 с использованием полпро40 граммы пз запомина!ощего блока 18 осугцествляется формпрова11пс программы расчета .ячальны«з:!ячений, соответствy!0titll« -,яп1!Ому ф$ Н! Ц110!12ЛЫ10МУ С!1М ВО ЧТ .

Если !1рслла".àемое устройство приме iÿcòñÿ

15,ля программирования ЦИС с фи«спрованчой запятой, то блок 9, используP. IIcît!«0 Tiiu, ю 11!ttbOЭ;131ппс 1!3 "3 .10.1пнлющс10 б,чокл

14, форм!;рует систему мя-штябны«cîoò!Iîøc:-!НЙ лля !!с«олной 33.13 -I :I. 00-.!c 2To."0 б..1ск пропзволпт выборку следующего фупкц1оняльного символа из «ранящего."я -.; бло<е . мента псогза мм I! сООтГ" . стВуюн111«c« операнлов, и процесс преобразоваш!я, оп1.сл.:— пый выше, повторяется до Tc«пор, пока не булет ппеоора3032b3 Вся ис«одная программа.

Далее на основе «ранящсйся г запом111i2ющем блоке 2 сфопмированной программы расчета начаlb:Ib!«значен1!й 1! Нс«элной чис1свой !шформ яппи в арифметическом блоке

4 пропзволится вычисление началь ых значс-! шй вce«переменных. Если программирова:;:.== Осу1цест вляется лля ЦИС с фиксированной запятой, то В арифметическом блохе 4 посл,„- расчета !ачальных значений происхо526892 дит вычисление масштабов ца основе сформированной и хря:}ящейся в блоке системы масштаопых соотношений и масштас)иро:lil!ill( начальных значений.

По окончании трансляции исход }оп программы в запоминающем б)локе 2 размещается следующая информация, система дифференциальных уравнеций Шеци, эквиза Ic!ITная исходной задаче, программа коммутации решающих блоков, коды операций реп}(пощ;!х блоков LIHC,,íà!faëbilûå з:(ачения для вс х решающих блоков ЦИС, система масштаб:ibfx соотпошен}(й. Система ypa}JJIe:1 }я Шеи юна и систс!Ма масштаоных соотношений «îxр;1!!ясTс 51,3 ();I o!1< 0 2 д. J 51 и с п 0 >}ьз ов Я и и 51:1;) и х О:1 I P o. I 0 правильности полученной информации и отлядс<с !рограммы в ЦИС.

Вся храспящаяся в запоминающем бло:<с 2 информация по соответствующему сп: цалу из блока управления 8 может быть свы})е (си(1 из устройства с помощью блока вызола !о.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет расширения функций прототи:}а позволяет без использования универсальной

ЦВМ осуществлять программирование: фровых иптегрирующих структур за более коропкий промежуток времени и прощс и(не«T-! Iblx у строистз.

Формула изобретения

Устройство для программирова ii!5; цифро вых интегрирующих структур, содержащее блок ввода исходных данных, выход которого соединен « .входом запоминающего блоi<3 исходных данных, соединенного двухсторо:.— ними связями с арифметическим блоком, выxoQ I \ И)) Я }) ° 1 И Я, СО«.(11!!;1:1Ы JJ, :.> i Х«1 ) ро}1}}и«>(и >}вязями с блоком:)во:Ia I!с\О:(:lbix дЯппых, 3(1;Iомипяlощих(б)ло:<Ом исхо (ifblx:(Яи-!!»Jv, ярифмсти !еокпм блоком блоком вывода, отлич яющссся тем, что, с целью расширения:<ласса решаемых задач,:l:1сго введены блок форм и;.)овя. }ия сис гем дифференциалыы}ь}х ур ав:)си ий Ili0:I:fol! 3,:) Iol< ф();)xfJJpofJaJJfJ5J программ коммутации, с)лок формирования ко:(ов о:}сряций, блок формирова11 1 и;! Р 0 P Я М М («1 и В Ы и J С.) С i I l u l I J l }1 «! Ы I Ы Х зснячепий и блок формиро а;}пя систем мясш таоных соот}вше, сое,(JIIIQJIIIIJc двухсторонними связямп с запоминающим блоком исxo:(ых да, .(ных и блоком управления, запоми1!Яющий î 10!< «гafl)apTJII,Jx «и«тем уравнений

Шеннона, зя:}амина}ощий блок !юдпрограмм

1<оммутации, Ja«oil!If!BIO!I(I!I! б inx ко (o!) о.>еряций, запомнив}ощий б)0(f<:10 (програ)!м .1, I}f

Р Я С Ч (T }1 I! 31 I 11 Л Ы l Ы ." 3!! Я Ч Е! !! И i! 3 Я: 1 О М f l 11 f 0 И (1111 блок систем мсштабиых соотношений, соединенные двухсторонними связями с блоком управления, причем, выход за:}омипающегî 010кя «TBJIaapTffbix систем дифференциаль:}ых

25 уравнений Шенно ia сосд!}пеи с входом блока формирова!(ия систем дифференциальных уравнений Шеннона, выход запоми}}а}ощего блока подпрограмм коммутации сосдине:.f c входом бло а формирования программ ком30 мутации, выхо I, запоминающего ()локя кодов операций соединен с (входом блока формирования fiix соотношений.

526892

Составитечь Л. Захматова

1,орректор Т. Рыбалова Текред 3. Тараненко 1,оррсктор В. Гутман

Заказ 926i 1221 Изд. М 1673 Тираж 864 По:писиос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5Ê-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред «Патент»