2 Pav. Skaitmeninių duomenų pateikimo būdai
Analoginiams duomenims priimti iš išorinio objekto naudojamas analoginis skaitmeninis keitiklis (ASK), kuris analoginę įtampą (srovę) keičia skaitmeniniu dvejetainiu kodu. Analoginiams duomenims perduoti į išorinį objektą taikomas skaitmeninis analoginis keitiklis (SAK), kuris skaitmeninį dvejetainį kodą paverčia analogine įtampa (srove). ASK ir SAK suderina signalų rūšis tarp MPS ir išorinio objekto, su kuriuo vyksta duomenų mainai.
MP sistemos magistralė yra atvira, prie jos gali būti jungiami ir kiti įrenginiai. Dažnai MPS naudojamas įrenginys yra realaus laiko skaičiavimo įtaisas – laikmatis, jungiamas prie SM.
Bendruoju atveju MPS funkcionuoja taip: įjungus maitinimo įtampą MP iš AĮ pagal pradinį adresą (0000H – nulinį) skaito pirmąją komandą. Ji dešifruojama MP, formuojami jai vykdyti reikalingi valdymo signalai ir komanda vykdoma. Po to MP skaito antrą komandą iš AĮ ir t.t.
Visos komandos vykdomos griežtai nuosekliai viena paskui kitą. Kiekvienu laiko momentu atliekama tik viena komanda.
4. Mps pagrindiniai atminties architektūrų tipai
MPS naudojami du pagrindiniai atminties architektūrų tipai:
Dž. fon Neimano (matematiko, kuris pasiūlė koduoti programas taip pat kaip ir duomenis).
Harvardo laboratorijos (Prinstono universiteto).
Pagal pirmąją architektūrą programos komandų kodai ir duomenys reikalingi jai vykdyti talpinami vieningame atminties lauke ir nėra jokio skirtumo tarp komandos ir duomenų. Komanda atskiriama nuo duomenų tik ją įvedus į MP ir dešifravus.
Pagal antrąją architektūrą yra dvi fiziškai skirtingos atminties sritys, skirtos programoms ir duomenims saugoti. Programos komandos saugojamos programų atmintyje – kodų segmente CSEG (angl. Code Segment), o duomenys duomenų atmintyje – duomenų segmente DSEG (angl. Date Segment). Kiekviena sritis turi savo adresų lauką ir skirtingus kreipimosi į jas būdus.
Harvardo laboratorijos architektūra būdinga vienkristaliams mikrovaldikliams, kuriuose, naudojant RISC architektūrą, gaunami šie pagrindinius privalumai:
kompaktiškesnės komandos ir paprastesnė komandų sistema;
sutrumpėja programos ir ekonomiškiau išnaudojama programų atmintis (programų atmintis tesiekia 1K ... 2K baitų ir yra VMV viduje).
Toliau tobulinant atminties architektūrą, išskirta speciali nedidelės talpos duomenų atminties sritis vadinama registrų segmentu RSEG (angl. Register Segment). RSEG sudaro progamiškai valdomų registrų rinkinys, skirtas ribotam duomenų kiekiui laikinai saugoti, talpinamas MP viduje. RSEG dažniausiai visiškai izoliuotas nuo DSEG, tačiau kai kada iš dalies RSEG ir DSEG sritys gali persidengti (vienkristaliuose mikrovaldikliuose). Tada atskiri RSEG registrai gali būti laikomi paprastomis duomenų atminties ląstelėmis. Tokia organizacija ypač tikslinga, kai būtina didelė duomenų mainų sparta. Bet kurios architektūros MPS turi RSEG, tačiau jo loginė organizacija ir struktūra priklauso nuo konkretaus MP tipo.
Duomenų mainams su išoriniais įrenginiais išskiriama speciali atminties sritis vadinama įvesties ir išvesties segmentu IOSEG (angl. Input/Output Segment). Per šią sritį duomenys perduodami į išorinius įrenginius ir priimamai iš jų. Paprasčiausias įvesties ir išvesties segmentas yra adresuojamų registrų rinkinys kartu su buferiniais stiprintuvais, sudarantys išorinius prievadus (portus), per kuriuos vyksta duomenų mainai su išoriniai objektais ir vidiniais sistemos elementais. IOSEG paskirtis dvejopa:
saugoti priimtus duomenis;
saugoti paruoštus perduoti duomenis.
MPS atmintis gali būti organizuota, naudojant IOSEG, dviem būdais:
Su atskiru („izoliuotu“) IOSEG.
Su bendru („neizoliuotu“) IOSEG.
Pirmuoju atveju naudojamos specialiosios įvesties ir išvesties komandos bei atskiras IOSEG logiškai izoliuotas nuo kitų duomenų sričių.
Antruoju atveju IOSEG nėra logiškai izoliuotas, nes DSEG duomenų atmintyje išskiriama sritis (IOSEG), per kurią vyksta duomenų mainai. Šiuo atveju kreipimasis į tokį IOSEG niekuo nesiskiria nuo duomenų rašymo ir skaitymo procesų susijusių su atminties ląstele, naudojant įprastines duomenų atminties valdymo komandas.
Grafiškai keturi tipiniai programų ir duomenų saugojimo atminties architektūrų tipai pavaizduoti 3 pav. Rodyklėmis parodytas atminčių atskyrimo procesas, kuris sukuria naują atminties architektūrą. Visi tipiniai atminties sričių rinkiniai realiai egzistuoja ir yra realizuoti konkrečiose MPS. Kiekvienas atminties tipas turi savo privalumus ir trūkumus, kuriuos įvertinant galima sukurti efektyvias įvairios paskirties sistemas.
