Контрольные вопросы
1. Общие характеристики ОЗУ.
2. Единицы емкости ЗУ.
3. Типы ЗУ, их назначение и особенности структуры.
4. Типы ЗЭ и их характеристики.
5. Достоинства и недостатки ОЗУ типа 2D и 3D .
6. Пояснить структуру ячейки памяти 2D , 3D .
Литература
Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник.-2-е изд., перераб. и доп./ А.П.Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А.Кириченко; Под ред. А.П.Пятибратова. М.: Финансы и статистика, 2002.-512с:ил. с.111-122.
Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. Пособие для вузов.-3-е изд.,перераб и доп.-М.: Энергоатомиздат,1991.-592с.:ил. с.99-124.
Нешумова К.А. Электронные вычислительные машины и системы. М.: Высшая школа, 1989.-366с.:ил. с.173-210.
Пз №6. Составление алгоритмов и микропрограмм работы алу Цель занятия:
Закрепить теоретические знания по основам построения и функционирования АЛУ.
Приобрести практические навыки в составлении алгоритмов работы АЛУ при выполнении типовых операций, а также микропрограмм формирования управляющих сигналов для них.
Краткие теоретические сведения
Процессор - это одно из основных устройств ЭВМ, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом.
В многопроцессорной ЭВМ или ВС может использоваться ряд процессоров.
Процессор, который осуществляет управление взаимодействием всех устройств, входящих в состав ЭВМ (ВС), называют центральным.
В вычислительном процессе ЦП тесно взаимодействует с оперативной памятью. Он дешифрирует и выполняет команды программы, организует обращение оперативной памяти, инициирует работу каналов и периферийных устройств, воспринимает и обрабатывает запросы прерывания от устройств ЭВМ (ВС).
Выполнение программы представляет собой последовательность операций, осуществляемых процессором в заданном порядке. Обычно одной операции соответствует одна команда программы. Операция может быть разделена на более мелкие этапы – микрооперации, во время которых выполняются элементарные действия.
Последовательность микроопераций, реализующих данную операцию (команду), образуют микросхему. Таким образом, при выполнении программы устанавливается следующая иерархия этапов: ПРОГРАММА (КОМАНДА) – МИКРОПРОГРАММА (МИКРОКОМАНДА) – МИКРООПЕРАЦИИ.
Микрооперации инициируются управляющим сигналами (УС), вырабатываемыми устройством управления процессора. УС непосредственно воздействуют на элементы и узлы устройств ЭВМ.
Время, в течение которого выполняется одна команда, определяет цикл работы процессора. Цикл разбивается на такты. За один такт, как правило, выполняется одна микрокоманда.
Структура ЦП представлена на рис. 6.1, где обозначено:
Запросы прерывания
Рис.6.1. Структура центрального процессора
АЛУ – осуществляет арифметические и логические операции над кодами чисел (операндами), а также операции по преобразованию кодов команд;
УУ – устройство управления, управляющее операциями переработки информации и обмена информацией с УВВ. Оно вырабатывает управляющие сигналы для:
выработки очередной команды из ОЗУ;
дешифрации кода команд;
формирования адресов операндов и выработки их из ОЗУ;
пересылки операндов в АЛУ, выполнения операций и пересылки результатов в ОЗУ;
организация реакции процессора на запросы прерывания от УВВ;
инициирования работы каналов ввода – вывода сопряжения;
БС – блок сопряжения, выполняющий функции унифицированной системы связи процессора (интерфейса) и служащий для обмена информацией с ОЗУ и УВВ;
ПЗУ – микропрограмм, содержащий микропрограммы выполнения различных операций;
УПР.Рг – управляющие регистры, предназначенные для временного хранения управляющей информации адреса команды, слова состояния программы, базового адреса и т.п.;
БКД – блок контроля и диагностики, предназначенный для обнаружения сбоев и отказов в аппаратуре ЦП, устранения последствий сбоев и поиска несправных элементов при отказе;
СОЗУ – сверхоперативное ЗУ, строящееся на базе регистров общего назначения РОН и служащее для временного хранения операндов, промежуточных результатов, непосредственно используемых в АЛУ;
БСП – блок системы приоритетных прерываний, обеспечивающий реакцию ЭВМ на запросы от различных источников внутри и вне ЦП.