Bernmerl, Thomas

Bierbaum, Boris

Clauß, Carsten

Lankes, Stefan

Pöppe, Martin

RWTH Publications

The New Multidevice Architecture of MetaMPICH in the Context of Other Approaches to Grid-Enabled MPI

Boris Bierbaum

Carsten Clauss

Martin Pöppe

Stefan Lankes

Thomas Bemmerl

Crossref

Триханов, А. В.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

И З В Е С Т И Я  ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВАТом 246 1974СБРОС В НУЛЕВОЕ ПОЛОЖЕНИЕ УЗЛОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИНА. В. ТРИХАНОВ (Представлена кафедрой вычислительной техники)Среди известных узлов сброс в нулевое положение производится в приемных, сдвигающих регистрах, счетчиках и сумматорах. При этом триггеры любого узла переводятся в нулевое положение. Для сброса сдвигающего регистра, счетчика и сумматора этого недостаточно. Дело в том, что при переводе триггера в нулевое положение на его основном выходе появляется сигнал, который при сдвиге, счете и суммировании необходимо учесть в соседнем разряде. С другой стороны, при сбросе этот сигнал учитывать не следует.Для учета сигналов переноса в узлах (за исключением счетчика) используются дополнительные линии задержки, для перевода узла в нулевое положение задержки следует сводить к нулю. Однако и при отсутствии линий задержек в цепях переноса узлов сигналы переноса в соседние разряды поступают с некоторой небольшой задержкой с начала переходного процесса в триггерах под действием сигнала сброса. Следовательно, работа узлов является неблагоприятной с точки зрения перевода их в нулевое положение. В связи с этим для сброса узлов применяются специальные способы.Сущность этих способов заключается в том, чтобы триггер данного разряда с момента перехода его в нулевое состояние в течение времени сброса т сб, большего времени задержки сигнала в схеме одного разря­да узла т изменял бы нулевого состояния.Для счетчика тза1 равно времени переходного процесса в триггере Znn , для сдвигающего регистра, сумматора — сумме времени Znn и вре­мени задержки в линии задержки Zзад .В работе [3] дается обзор существующих способов сброса счетчи­ков, приводится их классификация. Существующие способы установки счетчиков в нулевое состояние делятся на три группы:1) косвенные,2) на основе нейтрализации действия сигналов переноса,3) на основе блокировки передачи сигналов переноса.Рассмотрим применение этих методов для сброса регистров и сум­маторов. Косвенные методы характерны для счетчиков и требуют подачи сигнала переноса на счетный вход. Если в сумматорах исполь­зуется счетный вход, то в сдвигающих регистрах сигнал переноса подается на единичный вход. Однако работоспособность схемы сдвига­ющего регистра не изменится, если сигнал переноса подать на счетный вход [1]. Дело в том, что при приеме сигнала переноса триггер нахо­дится в нулевом состоянии и, следовательно, при срабатывании цепи переноса триггер перейдет в единичное состояние.42Методы нейтрализации действия сигналов переноса применимы для установки в нулевое положение любой схемы. Длительность сигнала сброса должна равняться тсб • Методы блокировки передачи сигналов переноса также применимы для перевода в. нулевое положение любой схемы. Если элемент блокировки ставить до линии задержки, то в сдви­гающих регистрах и сумматорах установка нулевого состояния будет осуществляться точно так же, как и в счетчике. Таким образом, при оп­ределенных условиях все существующие методы сброса применимы для всех узлов ЭЦВМ.В дополнение к указанным трем группам можно предложить группу комбинированных методов. За основу следует взять косвенный способ. Время сброса любого n-разрядного узла этим способом равно ятзад+/пп- Видно, что время перевода в нулевое состояние сдвигаю­щего регистра, сумматора приблизительно в 2 раза больше (при условии равенства /зад и / ПР ) времени сброса счетчика, которое само по себе является большим. Поэтому важно сократить время установки узла в нулевое положение. Этого можно достигнуть дополнительным применением, например, блокировки действия сигналов переноса. Раз­делим n-разрядную схему узла на к одинаковых частей. Число разря­дов т в отдельной части будет равно — . Благодаря блокировкекдействия сигналов переноса из одной части в другую, отдельную часть можно рассматривать как самостоятельную га-разрядную схему. Времясброса такой схемы равно — тзад +  /пп =  т™ . Исследуем зависимостьквремени сброса всей схемы от количества частей в ней. Если к =  1, то т =  п. Это значит, что блокировки в схеме нет, время т™ равно времени сброса n-разрядной схемы без блокировки. Если к =  л, то га =  1. Это значит, что блокировка имеется между всеми разрядами. В этом случае занесение единиц в разряды излишне (не нужен второй член в сумме), его следует заменить занесением нулей. Время установки узла в нуле­вое положение становится равным тзал , что имеет место для сброса узлов только на основе блокировки или нейтрализации действия сиг­налов переноса.Исследование зависимости времени сброса всей схемы от количе­ства частей в ней позволяет сделать вывод о том, что предложенный комбинированный способ является общим, а отдельные способы, ком­бинируемые в нем, — частными случаями.Представляет интерес случай, когда количество частей в два раза меньше числа разрядов во всей схеме. В этом случае отдельная часть состоит из двух разрядов. Время перевода узла в нулевое положение равноJ 1fi — о- _ і _  /kCO X. W3njl г- іп п .Сброс части при этом можно произвести иначе — за два такта. Вместо косвенного способа следует применить последовательный сдвиг. В пер­вом такте нули заносятся в нечетные разряды всех частей, во втором такте производится сброс четных разрядов и блокировка действия сиг­налов переноса с них. Время установки узла в нулевое положениебудет равно 2тзад •Данный способ сброса также следует отнести к группе комбиниро­ванных.ЛИТЕРАТУРА1. Е. А. Д р о з д о в  и др.  Электронные цифровые вычислительные машины. Обо­ронгиз, 1968.2. Лабораторный практикум по курсу «Вычислительные машины дискретного действия», под ред. Н. А. Смирнова и В. Б. Смолова. Изд-во «Высшая школа», 1966.3. А. В. T р и X а и о в, В. И. К о ж е м я к  о. К вопросу сброса счетчика. Изв. ТПИ, т 230 (в печати).