ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВПО ПГУПС)

Кафедра «Информационные и вычислительные системы»

Дроздова Г.Д.

«МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ 1 »

дистанционный курс

для специальности

23.05.05(190901.65) – «Системы обеспечения движения поездов»

по специализациям

«Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте»

«Радиотехнические системы на железнодорожном транспорте»

«Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта»

Форма обучения – заочная

Санкт-Петербург

2015

Содержание

Программа курса. . . . . . . 2

Введение. . . . . . . . . .3

Системы счисления. . . . . . . .4

Формы представления чисел в машине. . . . .7

Кодирование чисел в машине. . . . . . .8

Сложение чисел в машине с фиксированной точкой. . .9

Микропроцессоры, особенности архитектуры. . . .11

Типовая архитектура микропроцессорной системы. . .14

Программная модель микропроцессора . . . . .20

Понятие о состоянии процессора. Вектор слова состояния . 21

Система команд простейшего микропроцессора. . .22

Способы адресации. . . . . . . .24

Информационный обмен при реализации команд

различных типов. . . . . . . . 26

Задание на контрольную работу . . . . . 32

Вопросы к экзамену . . . . . . 37

Приложение 1. . . . . . . . .38

Приложение 2. . . . . . . . .42

Целью изучения дисциплины «Микропроцессорные информационно- управляющие системы 1» является получение теоретических и практических навыков по вопросам разработки и обслуживания устройств железнодорожной автоматики.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- изучаются основы теории управления;

- изучаются основы микропроцессорных систем для управления движением поездов;

- изучаются принципы построения микропроцессоров;

- изучаются принципы построения микроЭВМ на базе современных микропроцессорных средств;

- изучаются принципы разработки технических средств и программного обеспечения;

- изучаются основы обслуживания микропроцессорных средств.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

1. Иметь представление об архитектуре современных микропроцессоров и микропроцессорных систем.

2. Уметь составлять машинно-ориентированные алгоритмы задач.

3. Знать принципы реализации команд в микропроцессорной системе.

4. Уметь составлять программы на языке АССЕМБЛЕРА.

Содержание дисциплины

Введение.

Предмет и задачи дисциплины. Структура дисциплины. Место дисциплины в учебном процессе.

1. Машинная арифметика.

Понятие о системах счисления. Полиномиальное представление чисел в позиционных системах счисления. Понятие о двоичной восьмеричной, шестнадцатеричной и двоично-десятичной системах счисления. Взаимное преобразование чисел, представленных в двоичной восьмеричной, шестнадцатеричной и двоично-десятичной системах счисления Прямые, обратные и дополнительные коды. Область применения, особенности. Арифметические операции (сложение, вычитание, умножение, деления).

2. Структурная организация типовой микроЭВМ для средств ж/д автоматики.

Понятия о двух- и трехшинных архитектурах. Назначение функциональных узлов. Подсистемы памяти, ввода/вывода, специальных узлов.

3. Принципы функционирования микроЭВМ.

Взаимодействие функциональных узлов в процессе функционирования. Роль различных узлов (микропроцессора, шин, подсистемы памяти, устройств ввода/вывода и т.п.) в обеспечении нормального функционирования. Принципы организации системы прерываний.

4. Структурная организация микропроцессора, как основного узла микроЭВМ.

Структура процессора. Внутренняя шина данных. Блок регистров, АЛУ, контроллер прерываний, схема управления. Назначение и взаимодействие узлов в процессе функционирования. Связь с внешними модулями и внешними устройствами.

5. Программное обеспечение микроЭВМ.

Система команд, как основная часть архитектуры микроЭВМ. Адресация данных и переходов. Регистровая, непосредственная, косвенная регистровая и стековая адресации. Преимущества, недостатки.

6. Язык ассемблера.

Теоретические основы. Достоинства и недостатки ассемблера относительно языков высокого уровня. Команды и директивы. Требования к программам на языке ассемблер.

7. Классификация системы команд по назначению, по способам адресации. Информационный обмен при выполнении команд различных типов.

8. Классификация системы команд по назначению, по способам адресации. Информационный обмен при выполнении команд различных типов.

9. Правила составления машинно-ориентированных алгоритмов. Понятие листинга программы. Составление простейших программ на языке ассемблера.

10. Примеры разработки программ на ассемблере.