5. Дайте сравнительную характеристику архитектуры фон-Неймана и Гарвардскую архитектуру мп?

При реализации микропроцессоров традиционно используется два подхода к построению архитектуры:

● Архитектура фон Неймана

● Гарвардская архитектура

В архитектуре фон Неймана применяется однородная память микропроцессора. В эту память могут записываться различные программы. При этом специальная программа-загрузчик работает с ними как с данными. Затем управление может быть передано этим программам и они уже начинают выполнять свой алгоритм. При подобном подходе к управлению микропроцессором удается достигнуть максимальной гибкости микропроцессорной системы.

В качестве недостатка архитектуры фон Неймана можно назвать возможность непреднамеренного нарушения работоспособности системы (программные ошибки) и преднамеренное уничтожение ее работы (вирусные атаки). В Гарвардской архитектуре принципиально различаются два вида памяти микропроцессора:

Память программ (для хранения инструкций микропроцессора)

Память данных (для временного хранения и обработки переменных)

В гарвардской архитектуре принципиально невозможно осуществить операцию записи в память программ, что исключает возможность случайного разрушения управляющей программы в случае ошибки программы при работе с данными или атаки третьих лиц. Кроме того, для работы с памятью программ и с памятью данных организуются отдельные шины обмена данными (системные шины)

Эти особенности определили области применения гарвардской архитектуры. Гарвардская архитектура применяется в микроконтролерах и в сигнальных процессорах , где требуется обеспечить высокую надёжность работы аппаратуры. В сигнальных процессорах Гарвардская архитектура дополняется применением трехшинного операционного блока микропроцессора.

6. Чем отличается микропроцессор от микропроцессорной системы?

Микропроцессор (МП) - центральная часть любой микропроцессорной системы - включает в себя АЛУ и устройство управления, реализующее командный цикл. МП может функционировать только в составе МПС, включающей в себя память, устройства ввода/вывода, вспомогательные схемы (тактовый генератор, контроллеры прерываний и ПДП, шинные формирователи, регистры-защелки и др.).

Микропроцессорная система (МПС) – это вычислительная, контрольно-измери- тельная или управляющая система, основным устройством обработки ин- формации в которой является МП. Микропроцессорная система строится из набора микропроцессорных БИС.

МПС решает следующие основные задачи: сбор информации; обработка; представление результатов измерения и (в случае необходимости) передача этих данных по каналу связи.

7. Каково функциональное назначение алу?

Арифметико-логическое устройство ( АЛУ) выполняет основную работу по переработке информации, хранимой в оперативной памяти. В нем выполняются арифметические и логические операции. Кроме того, АЛУ вырабатывает управляющие сигналы, позволяющие ЭВМ автоматически выбирать путь вычислительного процесса в зависимости от получаемых результатов. Операции выполняются с помощью электронных схем, каждая из которых состоит из нескольких тысяч элементов. Микросхемы имеют высокую плотность и быстродействие.

Арифметико-логическое устройство содержит регистры и логические схемы, необходимые для выполнения операций с фиксированной и плавающей запятыми, логических операций, операций над машинными словами переменной длины. В определенной степени уровень сложности ЭВМ отражается в конструкции арифметико-логического устройства. Например, некоторые высокопроизводительные системы содержат несколько устройств для выполнения операций с фиксированной и плавающей запятыми, а также логических операций, что позволяет выполнять эти операции параллельно.