- •Введение
- •Цели и задачи курса
- •1. Общие сведения о вычислительных машинах и вычислительных системах
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Классификация эвм по назначению и типу
- •1.3. Типы эвм
- •1.4. Основные принципы организации вычислительных машин и систем
- •1.5. Основные характеристики вычислительных машин и систем
- •1.5.1 Стоимость и цена аппаратного обеспечения
- •1.5.2. Производительность вычислительных машин и систем
- •Контрольные вопросы
- •2. Фукциональный состав и назначение основных устройств вм
- •2.2. Назначение шин, шина с тремя состояниями
- •2.3. Назначение устройств ввода-вывода, способы информационного обмена
- •Контрольные вопросы
- •3. Организация процессоров
- •3.1. Введение в функциональную организацию процессора
- •3.2. Операционный блок
- •3.3. Блок управления
- •3.4. Устройства управления процессора
- •3.4.1. Классификация уу
- •3.4.2. Аппаратные уу
- •3.4.3. Микропрограммные уу
- •3.5. Интерфейсный блок
- •3.6. Назначение стека
- •Контрольные вопросы
- •4. Система команд и адресация данных
- •4.1. Группы команд
- •4.2. Адресация операндов
- •4.3. Методы адресации
- •5. Память вычислительных машин
- •5.1. Иерархическая организация системы памяти
- •5.2. Иерархическая структура зу
- •5.3. Основные характеристики зу
- •5.4. Организация связи оп с процессором
- •5.5. Ассоциативные зу
- •Контрольные вопросы
- •6. Принципы обмена данными в вычислительных машинах. Интерфейсы вычислительных машин, организация прерываний
- •6.1. Шины
- •6.1.1. Синхронная шина
- •6.1.2. Пересылка данных за несколько тактов
- •6.1.3. Асинхронные шины
- •6.1.4. Заключительные замечания
- •6.2. Назначение и классификация шинных интерфейсов
- •6.3. Организация и обмен данными между периферийными устройствами и вычислительным ядром системы
- •6.4. Организация прерываний
- •6.4.1. Программные прерывания
- •Команда int
- •6.4.2. Обработка прерываний
- •6.4.3 Таблица векторов прерываний
- •6.4.4. Запуск обработчиков прерываний
- •6.5. Последовательная передача данных
- •7. Вычислительные системы параллельной обработки данных
- •7.1. Параллельная обработка как архитектурный способ повышения производительности
- •7.2. Параллелизм и конвейеризация – способы параллельной обработки данных
- •7.2.1. Параллельная обработка данных (параллелизм)
- •7.2.2. Конвейеризация
- •7.3. Классификация архитектур вычислительных систем
- •7.4. Мультипроцессоры и мультикомпьютеры
- •7.5. Классификация мультипроцессорных систем по способу организации основной памяти
- •7.6. Закон Амдала (эффективность параллельных программ)
- •8. Компьютер ibm pc и операционная система ms dos
- •8.1.Архитектурные особенности процессоров семейства ia-32
- •8.2. Организация памяти компьютера ibm pc, работающего под управлением ms dos
- •Видеопамять
- •Пзу bios
- •Системные ресурсы компьютера
- •8.3. Основы программирования на языке Ассемблера
- •8.3.1. Выполнение программ
- •8.3.2. Написание, компиляция и отладка программы
- •8.3.3. Дополнительные средства ассемблера
- •9. Темы заданий для контрольной работы
- •Тема 1. Архитектура процессора Intel 8086.
- •Контрольные вопросы
- •9.1. Аппаратная модель процессора 8086
- •Программная модель процессора
- •Тема 2. Структура ехе- и сом- программы. Вывод на экран.
- •9.2. Структура программы на языке Ассемблера.
- •9.3. Вывод информации на экран
- •Тема 3. Циклы, ввод с клавиатуры.
- •Тема 4. Ввод чисел. Перевод чисел в различные системы счисления.
- •9.4. Перевод чисел в различные системы счисления
- •Тема 5. Работа с прерываниями: перехват и восстановление.
- •Варианты задания
- •Контрольные вопросы
- •Тема 6. Программирование таймера 8254 и генерация звука
- •Программирование звукового канала таймера.
- •9.7. Инициализация таймера
- •9.8. Назначение каналов таймера в ibm pc
- •9 .9. Генерация тона.
- •9.10. Варианты задания
- •Тема 7. Ответы на контрольные вопросы по лекционному курсу
- •Вариантов заданий Таблица 9.4
- •Литература
Видеопамять
В компьютере IBM PC область видеопамяти (VRAM) начинается с адреса A0000h. Именно с этого адреса начинается видеобуфер адаптера, переключенного в графический режим. При работе в цветном текстовом режиме видеобуфер начинается с адреса B8000h. В видеобуфере находится все, что показывается в настоящий момент на экране монитора. При этом каждая позиция символа на экране имеет эквивалентный адрес в видеобуфере. Таким образом, каждой текстовой ячейке экрана соответствует 16-разрядное слово в видеобуфере. Как только символ записывается в видеопамять, он тут же появляется на экране монитора.
Пзу bios
Важной частью операционной системы компьютера является постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее базовую систему ввода-вывода (BIOS), которое занимает диапазон адресов F0000h-FFFFFh. В нем записаны системные диагностические и конфигурационные программы, а также низкоуровневые процедуры ввода-вывода, которые используются прикладными программами. BIOS содержит набор программ обработки аппаратных прерываний от периферийных устройств и является связывающим звеном между ОС MS DOS и внешней периферией.
Системные ресурсы компьютера
В ВМ используется программное управление вычислительными процессами. Простейшие функции хранения, преобразования и передачи информации, связанные с организацией вычислительных процессов, выполняют аппаратные средства. Управление аппаратными средствами осуществляется с помощью системных и прикладных программ. Программы могут взаимодействовать с устройствами разными способами: используя вызовы функций ОС, используя вызовы функций базовой системы ввода-вывода BIOS, непосредственно обращаясь по адресам к регистрам контроллеров. Наиболее простые и универсальные функции по управлению периферийными устройствами выполняет BIOS, освобождая ОС от учета деталей и особенностей управления тем или иным устройством. Наличие BIOS, допускающей настройки под конкретную модель ПК, позволяет «скрыть» архитектурные особенности этой модели и обеспечивает определенную независимость ПО. Многообразие способов взаимодействия ПО с аппаратными средствами в значительной мере связано с развитием архитектуры и возможностей ПК, в процессе которого появлялись новые устройства и узлы, но требовалось сохранять совместимость с ранее разработанным ПО. Вычислительные процессы в компьютере конкурируют за использование аппаратных средств и средств доступа к ним. Эти разделяемые средства называют системными ресурсами. К ним относятся: процессор, адресное пространство ОП, адресное пространство ввода-вывода, шины, система аппаратных прерываний (каналы запроса прерываний), каналы ПДП.
8.3. Основы программирования на языке Ассемблера
8.3.1. Выполнение программ
Для эффективного программирования на ассемблере необходимо разбираться в тонкостях операционной системы MS DOS. В системах MS DOS и Windows существует специальный исполняемый файл, называемый COMMAND.COM, который является интерпретатором команд (в системах Windows 2000 и ХР эти функции выполняет файл CMD.EXE). Он выполняет все команды, которые вводит пользователь с клавиатуры.
Приложения, файлы которых имеют расширение .СОМ или .ЕХЕ, называются транзитными программами. Как правило, они загружаются перед выполнением в память целиком либо частично (в случае оверлейных программ), а после выполнения занимаемая ими память полностью освобождается. При необходимости, после завершения работы часть транзитной программы может остаться в памяти системы резидентно. Такие программы называются резидентными.
Префикс программного сегмента (PSP). При загрузке любой программы в память система MS DOS создает для нее специальный управляющий блок размером 256 байтов, расположенный в начале программы, который называется префиксом программного сегмента (Program Segment Prefix, или PSP). Структура PSP описана в табл. 8.2.
Таблица 8.2. Структура префикса программного сегмента
Смещение |
Длинна |
Содержимое |
+0 |
2 |
INT 20 (EXE-программы могут делать сюда JMP или RET для выхода) |
+2 |
2 |
вершина доступной памяти системы в параграфах |
+4 |
1 |
резервируется |
+5 |
5 |
FAR CALL к диспетчеру функций DOS |
+6 |
|
доступные байты в программном сегменте (только для файла COM) |
+0ah |
4 |
Адрес завершения. |
+0eh |
4 |
Адрес обработки Ctrl-Break. |
+12h |
4 |
Обработчик критических ошибок. |
+16h |
16h |
Резервная область DOS |
+2ch |
2 |
Сегментный адрес окружения |
+2eh |
2eh |
Резервная область DOS |
+5ch |
10h |
форматированная область параметра1 |
+6ch |
14h |
форматированная область параметра2 |
+80h |
1 |
длина области UPA (с адреса 81H) также смещение умалчиваемой DTA |
+81h |
7fh |
символы из командной строки DOS (исключая директивы переназначения) |
100h |
|
Размер префикса программного сегмента |
Контрольные вопросы (для ответа на эти вопросы используйте книги [2,9,14,21] из списка литературы).
35. Основные регистры 32-разрядных процессоров и их назначение?
36. Что такое транзитные программы?
37. Как называется 256-байтовая область, расположенная в памяти перед транзитной программой?
38. Назначение текстового видеобуфера в компьютере IBM PC?
39. Что такое .СОМ -программа?
40. Какая модель памяти используется при создании .СОМ-программ?
41. Какой параметр командной строки нужно указать при вызове компоновщика для создания .СОМ - программы?
42. Сколько сегментов может содержать .СОМ -программа?
43. Назовите начальные значение всех сегментных регистров .СОМ -программы?
44. Назначение таблицы указателей векторов прерываний?
45. Какое значение находится в регистрах DS и ES сразу после загрузки .ЕХЕ-программы в память?
46. Перечислите системные ресурсы компьютера.
