Линейные дешифраторы
Это устройство, имеющее избирательно реагировать на заданные входные ситуации (события).
Для цифровых систем линейная дешифрация означает, что некой заданной кодовой комбинации на входе будет соответствовать определенная реакция на выходе.
Линейный дешифратор на 10
Выход каждого из элемента 4 – И является соответствующим выходом дешифратора. Например, 1-ый элемент D1декодирует кодовую (входную) комбинацию 4 нуля, т.е. на его выходе должна быть 1, а на всех остальных выходах дешифратора - 0. Для того чтобы на выходеD1 был 0 необходимо на его входах иметь 4 единицы, поэтому его входа подключены к соответствующим выходам инверторов. Если соответствующий разряд на кодовом входе равен 0, то на некоторый элемент 4 – И мы его подаем через инвертор. Если разряд равен 1, то он подключается к соответствующему элементу непосредственно.
На схемах электрических принципиальных дешифраторы изображают так:
Основы микропроцессорной техники Архитектура эвм
Типовая ЭВМ состоит из пяти основных элементов:
Устройство ввода – предназначено для ввода информации или управления ЭВМ от внешних устройств (например, клавиатура, мышь).
Микропроцессор (МП) – центральный процессор – это устройство управления всей ЭВМ и выполнения арифметических и логических операций.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). В нашем случае предназначено для хранения исполненных ЭВМ программ.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – предназначено для временного хранения данных.
Примечание: и ПЗУ и ОЗУ представлены в виде множества локализованных ячеек памяти. Размер ячейки – это количество БИТ информации, которую можно поместить в ячейку памяти или прочитать из нее.
Устройство вывода - предназначенного для передачи данных и управления внешними по отношению к ЭВМ устройствами (экран монитора, принтеры и т.д.)
Для организации взаимодействия и управления всеми устройствами ЭВМ в нее включены три шины:
шина адреса (ША) – выбирает (указывает) ячейку памяти или адрес портов ввода-вывода. В зависимости от количества ячеек памяти и устройства ввода-вывода (УВВ) ША бывают 16, 32, 64 и т.д. разрядов.
линия управления (ЛУ) - представляет из себя шину, состоящую из нескольких проводов, на каждом из которых формируются управляющие сигналы, обеспечивающие необходимую временную последовательность работы всех устройств ЭВМ.
шина данных (ШД) – является двунаправленной и служит для передачи данных в МП или из него.
Работа эвм
Рассмотрим пример типовой процедуры в ЭВМ:
Нажатие клавиши «А».
Размещение буквы «А» в памяти.
Воспроизведение буквы «А» на экране дисплея.
Процедура «ввод – размещение – вывод» является типичной. Аппаратные средства, используемые для реализации этой процедуры, довольно сложны и нами, в данный момент, рассматриваться не будут. Однако, анализ процесса передачи данных поможет понять роль различных устройств, составляющих систему, а так же, самое важное, укажет на порядок правила и последовательность выполнения действий в ЭВМ.
Текущими командами в ПЗУ являются:
Ввести (INPUT) данные через порт 1
Разместить (STORE) данные, поступающие из порта 1 в ячейку памяти с адресом 200.
Вывести данные (OUTPUT) через порт 10.
Приведенная программа содержит 3 команды, а в программной памяти (ПЗУ) имеется 6 команд. Это вызвано тем, что команды делятся на 2 части, например, первая часть команды 1 была «ввести» (INPUT), вторая часть указывает нам на происхождение данных (Порт 1). Таким образом, первая часть представляет собой действие и называется операцией, а вторая часть – операндом. Операция и операнд помещены в ячейки памяти ПЗУ, причем, например, операция «ввести» содержится в ячейке памяти с адресом 100, а операнд из порта 1 в ячейке с адресом 101. Микропроцессор (МП) здесь представлен в виде 2 регистров: аккумулятора и регистра команд.
Проследим все этапы выполнения этой программы.
Этап №1: МП выставляет адрес 100 на ША. Линия управления активизирует ввод считывания из интегральной схемы программной памяти.
Этап №2: Программная память выставляет первую программу (INPUT) на шину данных (ШД), а МП принимает эту кодированную информацию. Это сообщение помещается в регистр команд и МП декодирует (интерпретирует) это сообщение. В результате интерпретации он определяет, что это за команда и что ей нужен операнд.
Этап №3: МП выставляет на ША адрес 101, линией управления активизируется вход считывания из программной памяти.
Этап №4: Программная память помещает операнд (Из порта 1) на ШД. Этот операнд находится в ячейке памяти 101, кодированное сообщение (адрес порта 1) взято на ШД и помещено в регистр команд. Теперь МП декодирует полную команду (ввести данные, поступающие из порта 1).
Этап №5: МП побуждает открыть Порт 1 посредством ША и линии управления устройствами ввода. Кодированная буква «А» из Порта 1 по ШД передается в МП и размещается в аккумуляторе.
Примечание: МП все время действует в последовательности:.
Этап №6: МП выставляет на ША адрес ячейки памяти 102 и активизирует вход считывания из программной памяти посредством управляющих линий.
Этап №7: Код команды поместить (STORE) считывается с ШД, принимается МП и помещается в регистр команд.
Этап №8: МП декодирует эту команду и определяет, что нужен операнд. Он выставляет на ША следующий адрес 103 и активизирует вход считывания из ПЗУ.
Этап №9: Код операнда в ячейку памяти 200 из памяти помещен на ШД, МП принимает операнд и помещает его в регистр команд. Команда «поместить данные в ячейку памяти 200» полностью извлечена и декодирована.
Этап №10: Начинается процесс выполнения: МП выставляет на ША адрес 200 и активизирует вход записи в ОЗУ.
Этап №11: МП выдает помещенную в аккумулятор информацию (код буквы «А») на ШД. Этот код записывается в ячейку 200 и таким образом теперь выполнена вторая команда.
Этап №12: МП теперь должен извлечь следующую команду - он адресует ячейку памяти 104 и активизирует вход считывания из памяти.
Этап №13: Команда вывести данные (OUTPUT) помещена на ШД. МП принимает ее, помещает в регистр команд, декодирует и определяет, что нужен операнд.
Этап №14: МП помещает адрес 105 на ША и активизирует вход считывания из ПЗУ.
Этап №15: Память помещает код операции в порт 10 на ШД. Этот код принимается МП, который помещает его в регистр команд.
Этап №16: МП декодирует команду «ввести данные в порт 10» полностью, т.е. он активизирует порт 10 посредством ША и линии управления выводом. Он помещает код буквы «А» (из аккумулятора) на ШД, по которой передается в порт 10 и далее из него на монитор.
Важно отметить, что МП является центром всех операций и полностью ими управляет. Он следует последовательности: извлечение – декодирование – выполнение, а выполняемые операции диктуются командами, помещенными в памяти ПЗУ.