В каком случае информационное слово становится доступным для арифметических и логических операция.

Для анализа и синтеза схем ЭВМ при алгоритмизации и программировании решения задач широко используется математический аппарат алгебры логики.

Алгебра логики- это раздел математической логики, значения всех элементов (функций и аргументов) которой определены в двухэлементном множестве: 0 и 1 . Алгебра логики оперирует с логическими высказываниями.

Высказывание - это любое предложение, в отношении которого имеет смысл утверждение о его истинности или ложности. При этом считается, что высказывание удовлетворяет закону исключенного третьего, т. е. каждое высказывание или истинно, или ложно и не может быть одновременно и истинным, и ложным.

Пример 1. Высказывания: "Сейчас идет снег" - это утверждение может быть истинным или ложным; "Вашингтон - столица США" - истинное утверждение; "Частное от деления 10 на 2 равно 3" - ложное утверждение.

В алгебре все высказывания обозначают буквами a, b , c , и т.д. Содержание высказываний учитывается только при введении их буквенных обозначений, и в дальнейшем над ними можно производить любые действия, предусмотренные данной алгеброй. Причем если над исходными элементами алгебры выполнены некоторые разрешенные в алгебре логики операции, то результаты операции также будут элементами этой алгебры.

Простейшими операциями в алгебре логики являются операции логического сложения(иначе, операция ИЛИ , операциядизъюнкции) илогического умножения(иначе, операция И, операцияконъюкции). Для обозначения операции логического сложения используют символы + или V, а логического умножения - символы * или. Правило выполнения операций в алгебре логики определяется рядом аксиом, теорем и следствий.

В начало

Работа шинного интерфейса и операционного устройства процессора.

Если в памяти компьютера уложены числа-команды и числа - обрабатываемые данные, то необходимо устройство, которое будет брать из памяти команды и выполнять предписанные ими действия над лежащими в памяти объектами в числовом представлении.

Таким устройством в компьютере является центральный процессор (ЦП) - он и выполняет основную обработку информации, заданной в виде двоичных числовых кодов и состоит из 2-х функциональных частей - операционного устройства и шинного интерфейса.

ШИННЫЙ ИНТЕРФЕЙС предназначен для подготовки команд к выполнению операционным устройством и содержит устройство управления шиной, очередь команд и регистры для сегментных адресов.

Устройство управления шиной управляет передачей данных на операционное устройство своего процессора, в оперативную память и на внешние устройства ввода-вывода.

Очередь команд - это 4 или более регистров памяти. Нужны они вот для чего. Все команды находятся в оперативной памяти и шинный интерфейс должен заглядывать вперед и выбирать команды так, чтобы всегда существовала непустая очередь подготовленных к выполнению команд.

Операционное устройство берет команды из очереди команд и пока оно занято выполнением первой в очереди команды, шинный интерфейс выбирает из памяти следующую - такая параллельная работа повышает производительность.

Шесть сегментных регистров служат для хранения сегментных адресов начала программного кода (регистр CS), глобальных данных (регистр DS), локальных данных (регистр сегмента стека SS); дополнительные сегментные регистры не имеют специального назначения. Таким образом, регистры шинного интерфейса содержат адреса физических сегментов памяти, отводимой программам для кода (CS), данных (DS) и стека (SS). Каждый из этих 16-тибитовых регистров может адресовать не более 64 Кбайт памяти. Для адресации 1-Мбайтного пространства к 16-битовому регистру воображаемо присоединяют 4 нулевых бита (физически отсутствующих), что равносильно умножению содержимого на 16 и дает 64*16=1024 Кбайт, но с округлением адреса сегмента до 16-байтового.

Здесь мы встретились с незнакомым термином «стек» - это участок памяти, организованный с помощью программы таким образом, что последние помещаемые в него данные извлекаются затем первыми. Этот порядок носит название «дисциплины LIFO(Last In - First Out, то есть последним вошел - первым вышел)». Такая организация оказывается полезной прежде всего в тех случаях, когда вашей программе необходимо «на время отвлечься» для выполнения специальной работы с возвратом к команде, следующей за командой «ухода». Фрагмент программного кода, выполняющий это спецзадание, называется подпрограммой и адрес возврата из подпрограммы запоминается в стеке. Подпрограмма может иметь свои локальные данные - они тоже размещаются в стеке. Подпрограмма может в свою очередь вызвать другую подпрограмму и из нее необходимо вернуться в вызвавшую подпрограмму - вот почему извлечение более поздних записей необходимо бывает раньше предшествующих - для этого и организуется стековая память.

ОПЕРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВОпредназначено для выполнения команд и включает указатель команд IP (это по существу адрес - смещение команды относительно сегментного адреса, хранящегося в регистре CS шинного интерфейса), регистры общего назначения и собственно процессор. Назначение регистров операционного устройства:

SP и BP- регистровые указатели для доступа к данным сегмента стека (SP-для смещения относительно сегментного адреса стека, BP - дополнительный регистр базы, облегчающий доступ к адресам и данным, размещенным в стеке).

SI и DI - индексные регистры (SI-смещение относительно адреса в DS, DI- то же относительно ES ).

IP - указатель команд.

AX - основной сумматор, используется для всех операций ввода-вывода, некоторых строковых и арифметических.

BX - базовый регистр общего назначения для расширенной адресации и вычислений.

CX - счетчик циклов и операций сдвига.

DX - регистр данных для операций умножения и деления чисел двойной длины (в паре с AX-DX:AX) и некоторых операций ввода-вывода.

Все 4 вышеперечисленных регистра AX, BX, CX, DX позволяют выполнять операции и над их старшими (с буквой H), и над младшими (с буквой L) однобайтовыми половинками. Начиная с 386 процессора все регистры, за исключением сегментных, стали 32-разрядными, то есть 4-хбайтовыми. При этом можно обратится к регистру целиком, к его половинкам и для 4-х регистров - к двум нижним четвертушкам (например, вы можете получить доступ к 32-хразрядному регистру EAX, к младшему его слову - 16-тиразрядному регистру AX и к старшему и младшему байтам последнего - AH и AL).

В начало