3. Базовые элементы технического обеспечения.

3.1. МИКРО-ЭВМ.

Известны три основные разновидности микро-ЭВМ. Многоплатная микро-ЭВМ - это ЭВМ, выполненная на нескольких платах, объединенных в единых типовых конструкциях вместе с органами управления, индикации и источником питания. Может использоваться как автономно, так и в качестве встраиваемого блока. В общем случае в состав микро-ЭВМ могут входить: микропроцессор; генератор тактовых импульсов; система памяти, хранящая данные и программы и состоящая из оперативного, постоянного и перепрограммируемого ЗУ; устройства ввода-вывода УВВ; внешняя память.

Рис.5. Структурная схема микро-ЭВМ.

Одноплатная микро-ЭВМ - вычислительная машина, в которой процессор, система памяти и устройство связи с УВВ выполнены на одной плате, как правило, не имеет собственного источника питания, органов управления, индикации и предназначена для использования преимущественно в качестве встраиваемого устройства.

Однокристальная микро-ЭВМ - БИС, содержащая процессор, память (естественно, меньшей емкости) и каналы ввода-вывода, применяется преимущественно в виде встраиваемого устройства.

Микро-ЭВМ может применяться в качестве вычислительного или управляющего устройства, программно-управляемого или с заданием алгоритма работы аппаратным способом.

При совместной реализации нескольких программ система прерываний приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению другой программы. Обмен данными между микро-ЭВМ и периферийными устройствами осуществляется путем программно-управляемой передачи данных или при прямом доступе к памяти.

В первом случае передачей данных управляет специальная программа, реализуемая в микро-ЭВМ.

Во втором - информация записывается из внешних устройств в ОЗУ без участия процессора, причем для осуществления прямого доступа к памяти необходимо устройство сопряжения более сложное, чем в первом случае. Режим прямого доступа к памяти используется для передачи больших массивов данных, например из внешних ЗУ.

3.2. МИНИ-ЭВМ.

Необходимость решения задач, связанных с автоматизацией измерений, контроля и управления технологическими процессами, предварительной обработкой информации, поступающей по линиям связи, привела к появлению компактных быстродействующих ЭВМ с коротким словом и упрощенной системой команд, получивших название мини-ЭВМ (СМ-1, СМ-2, СМ-3, СМ-4).

Мини-ЭВМ являются основой для построения ряда управляющих и измерительных вычислительных машин и комплексов. Современные мини-ЭВМ имеют гибкую систему прерываний и приоритетов, при программировании используются алгоритмические языки высокого уровня.

Особенность организации малых ЭВМ в значительной мере связаны с коротким машинным словом. Это приводит, с одной стороны, к повышению быстродействия, но с другой - к сокращению количества команд и ограничению емкости памяти.

3.3. МИКРОПРОЦЕССОРЫ.

Под микропроцессором понимается программно-управляемое устройство обработки цифровой информации, конструктивно выполненное в виде одной или нескольких БИС, входящих в состав микропроцессорных комплектов интегральных микросхем (МПК ИС).

В общем случае в состав МП входят арифметико-логическое устройство (АЛУ), блок внутренних регистров, устройство управления (УУ), магистральная шина данных и ввода-вывода и устройство, осуществляющее связь МП с внешними устройствами.

АЛУ МП аппаратно выполняет несколько простейших операций: сложение, вычитание, логическое И, логическое ИЛИ, сложение по модулю 2, пересылку, сдвиг и др. Более сложные действия выполняются по микропрограммам и подпрограммам. Виды операций, выполняемых АЛУ, а также состояние МП запоминаются на регистрах состояния.

Увеличение числа внутренних шин приводит к повышению быстродействия. При уменьшении числа шин операции в МП выполняются за несколько тактов.

Количество внешних интерфейсных шин колеблется от одной до трех. По этим шинам передаются данные, управляющие сигналы и адреса.