4. Основные понятия. Микропроцессор, физическая и логическая организация, архитектура.

Микропроцессор (МП) представляет собой функционально завершенное универсальное программно-управляемое устройство цифровой обработки данных, выполненное в виде одной или нескольких микропроцессорных БИС.

Под организацией MC понимают состав ее программно-аппаратных средств, связи между ними и их функциональные характеристики. Микросистемы имеют многоуровневую иерархическую организацию со многими составными компонентами на каждом уровне.

С нижним уровнем функционального описания MC и ее составляющих связано понятие физической организации MC – ее принципиальная схема.

Термин логической организации MC носится к более высоким уровням описания MC. Так, логическая организация на уровне аппаратуры – это состав, функциональные связи и характеристики взаимодействия аппаратных модулей в процессе выполнения различных задач, которые обычно называют структурной схемой. Рассматривая логическую организацию на уровне программного обеспечения (ПО), говорят о вычислительной среде и ее особенностях.

Архитектура ШС – это функциональные возможности аппаратных средств MC, используемые для представления программ и данных, а также для управления процессом вычислений. Архитектура служит примером вычислительной среды нижнего уровня, связанной непосредственно с аппаратурой MC.

5. Основные типы архитектур. Неймановская и гарвардская архитектура.

Основные типы архитектур. В большинстве современных микро-ЭВМ для хранения программ и данных используется одно пространство памяти. Такая организация получила название архитектуры Дж. фон Неймана – по имени математика, предложившего кодирование программ в формате, соответствующем формату данных. Программы и данные хранятся в едином пространстве, и нет никаких признаков, указывающих на тип информации в ячейке памяти. Содержимое ячейки интерпретируется оператором обработки, в качестве которого в простейшем случае выступает ЦП.

Однако почти все однокристальные микро-ЭВМ, представляющие класс однокристальных программируемых микроконтроллеров, выполнены по другой схеме, известной как архитектура Гарвардской лаборатории, в которой память программ CSEG (Code Segment) и память данных DSEG (Data Segment) разделены и имеют свои собственные адресные пространства и способы доступа к ним. Такое разделение, позволившее реализовать компактно кодируемый набор машинных команд, экономно использовать память программ, и было применено при разработке однокристальных микроконтроллеров первых типов, имеющих всего лишь (1–2) Кбайт (К = 210) управляющей памяти, расположенной на кристалле.

6. Основные понятия. Программа, команда, объектный код, мнемокод.

Программа – это упорядоченная последовательность команд и данных. Процесс исполнения программы заключается в последовательном выполнении команд, образующих программу.

Команда – это функционально завершенное элементарное действие, которое определяется типом используемых данных, источником их получения, операцией над ними, приемником размещения результата, а также источником получения следующей команды.

Машинное представление команды в памяти МС называется ее объектным кодом. Объектный код команды состоит из ряда нулей и единиц. Однако человеку более понятна информация, представленная в символьной форме. Поэтому наряду с объектным кодом каждой команде приписывается ее символическое обозначение, или мнемокод, который используется при написании программ человеком с последующей их перекодировкой в машинное представление. Обычно существует взаимно-однозначное соответствие между мнемокодом и объектным кодом команды.