№ 2 Емтихан билеті
Электрониканың ғылым, техника және технологиядағы алатын орыны
Электроника – заман талабына сай ғылымдардың бірі. Ол әртүрлі аспаптардың физикалық негіздерін және тәжірибелік қолданылуын оқытады. Классикалық түсінік бойынша, электроника әртүрлі ортадағы электрондардың бағытталған қозғалысының қасиеттерін қолданатын ғылым болып табылады. Жартылайөткізгішті материалдарда басқа материалдарға қарағанда электрондардың қозғалысы анағұрлым байқалатын із қалдырады. Сол себептен осы заманғы электроника практикалық тұрғыда толық жартылайөткізгіштен жасалады.
Техниканың осызаманғы даму кезеңі бүкіл адамзаттың өмірі мен тіршілік сферасында электроника үлесінің артуымен сипатталады. Америкалық статистиктердің мәліметі бойынша көлемі жөнінен барлық өнеркәсіптің 80%-ға жуығы электрониканың үлесінде. Электроника саласындағы жетістіктер қиын ғылыми-техникалық мәселелерді шешуде табысқа жеткізеді. Ғылыми зерттеулердің тиімдігі, машина және жабдықтардың жаңа түрін жасауды арттырады. Тиімді технологияны және басқару жүйесін өңдеуде: бірегей қасиеттегі материалды алу, ақпаратты жина және өңдеу үдерісін әбден жетілдендіру. Электроника ғылыми-техникалық және өндірістік мәселелерді ауқымды шеңберде қамти отырып, білімнің түрлі саласында жетістікке жетуде.
Осының аясында бір жағынан электроника басқа ғылымдар мен өндірістердің болашақтағы дамуына жағдай жасай отырып, олардың алдына тапсырма қояды.
2.Микропроцессорлық жүйелердің жұмыс режимі
Микропроцессор (МП) – жалпы түрде микропроцессорлық жүйе (МПЖ) деп аталатын, есептеу, бақылау-өлшеу және басқару жүйелерінің құрамындағы басты құрылғы. Микропроцессор информацияның өңделуін және оның жан-жақты жіберілімін бағдарлама арқылы басқарады. Қойылған мәселенің орындалу тәртібі сәйкесті бағдарламаға, яғни алынған микропроцессорға тән (яғни, оның командалар жүйесіне кіретін) командалар тізбесінің орындалуы арқылы жүзеге асырылады.
Микропроцессорлық жүйенің құрамына микропроцессормен қатар жады құрылымдары және информацияны енгізу/шығару құрылғылары (сыртқы құрылғылар) кіреді. Микропроцессорлық жүйенің құрамында бірге қолдануға жарамды (яғни, архитектурасы мен электрлік параметрлері бойынша сәйкестірілген) микросхемалар жинағы микропроцессорлық жинам деп аталады.
Микропроцессорлық жүйелердің (МПЖ) құрылым негізіне үш принцип алынған:
магистралдық;
модулдық;
микробағдарламалы басқару.
Магистралдық принцип МПЖ-нің қызмет блоктарының арасындағы байланыс сипатын анықтайды; жүйенің барлық блогы өзара жүйелік магистраль (жүйе желісі) арқылы жалғанады және сол арқылы информация алмасады.
Модулдық принцип жүйенің, қызметі жағынан толықтай бітірілген жеке блоктар негізінде құрылатындығын сипаттайды. Әрбір модулдің оны іске қосатын рұқсат кірісі болады; ондағы сигнал деңгейі модулдің үшінші(жоғары кедергілі) жағдайын, яғни оның жүйе желісіне қосылуын басқарады.
Микробағдарламалы басқару принципі қарапайым операциялардың – микрокомандалардың (информация жіберілімінің, арифметикалықоперациялардың, ығыстырымдардың және т.б.) жүзеге асырылу мүмкіндіктерін сипаттайды.
Жүйелік магистралға негізгі үш информациалық желі кіреді: олар – адресжелісі АВ (Address Bus), дерек желісі DB (Data Bus) және басқарым желісі СВ (Control Bus).
Дерек желісі – жүйе модулдерінің арасында дерек алмастыратын, негізгі желі.Дерек желісі, оның деректерді екі бағытта да жіберуін қамтамасыз етуі керек болғандықтан әрқашан екібағытты болады.
Адрес желісі – жадыға (немесе сыртқы құрылғыларға) байланысымды қамтамасыз етуші желі.
Магистралдың байланыс жолдарының толық санын кеміту үшін көбіне адрес желісі мен дерек желісін кезектестіру тәсілі қолданылады, яғни байланыс жолдары арқылы әртүрлі уақыт мезетінде адрес пен дерек кезектеп жіберіледі(цикл басында – адрес, цикл аяғында – деректер).
Басқару желісінің жолдарындағы сигналдар кезекті цикл түрін анықтайды және оның әртүрлі бөліктеріне немесе кезеңдеріне сәйкесті уақыт мезеттерін бекітеді. Онымен қатар, басқару сигналдары процессор (немесемагистралдың өзге қожасының, бастаушының, master) жұмысын жадының немесе енгізу/шығару құрылғыларының (орындаушы құрылғының, slave)жұмысымен келістіреді.
Негізгі басқару сигналдары – алмастыру стробтары, яғни жазу (шығару) стробы мен оқу (енгізу) стробы болып табылады. Бұл сигналдардыпроцессор қалыптастырады, олар деректердің желі арқылы сәйкесті бағытта жіберілу мезеттерін анықтайды.
Микропроцессорлық жүйенің құрамындағы құрылғылардың барлығы да жүйе магистралына қосылған және олардың өзара информация алмасуы да осы магистраль арқылы жүзеге асырылады. Енгізу/шығару құрылғыларын немесе сыртқы құрылғыларды (ЕШҚ немесеСҚ) жүйе магистралына қосу үшін олардың сигналдары, сәйкесті енгізу/шығару интерфейстері арқылы жүзеге асырылатын, нақтылы стандарттарға сәйкес болуы керек.
Процессордың деректерді жазу және оқу операцияларын орындауыбағдарламалы-басқарылымды алмасу, үзіліс және жадыға тура шығу режимдерінде жүзеге асырылуы мүмкін, олардың ішіндегі ең бастысы –біріншісі.
3.Микропроцессорлық жүйелердің архитектурасы
Микропроцессор (МП) - кез-келген микропроцессорлық жүйенің орталық бөлігі – оған АЛҚ және командалық циклді жүзеге асыратын басқару құрылғысы кіреді. МП мен МПҚ құрамында ғана жұмыс жасай алады, оның құрамына жады, енгізу/жіберу құрылғылары, қосымша сызбалар (тактілік генератор, үзу контроллері және ПДП, шиналық құрастырушылар, регистр-қысқыштар және т.б.) кіреді.
Осыған дейін біз тек микропроцессорлық жүйелердің тек бір типін, жалпы шиналы архитектурасын, мәліметтер мен командалар үшін ортақ бір шиналықты (бір шиналық, немесе пристондық, фон-неймандық архитектурасын) қарастырдық. Сәйкесінше бұл жағдайда жүйе құрамында мәліметтер үшін де, командалар үшін де ортақ тағы да бір жалпы жады болады (1 суретті қара).
Бөлек шиналы мәліметтер архитектурасы мен командалар (екішиналық немесе гарвард архитектурасы) да болады. Бұл архитектура жүйеде мәліметтер үшін жеке жадының және командалар үшін жеке жадының болуын ұсынады (2 суретті қара). Осы екі типтің әрқайсысымен процессор ауысуы өз шинасы бойынша өтеді.
