1.3. Организация функционирования эвм с магистральной архитектурой
Управляющая работой ЭВМ программа перед началом работы загружается в оперативную память ОП. Адрес первой команды передается процессору и запоминается в счетчике команд, где хранится адрес очередной команды. Работа начинается с того, что адрес из счетчика команд выставляется на шину адреса ЭВМ, а на шину управления подается команда выборки из ОП.ОП считывает по полученному адресу информацию из соответствующей ячейки и выставляет ее на шину данных. Процессор вводит полученное число на внутреннюю свою магистраль и анализирует полученную команду, выделяя операционную и адресную части. Код первой части поступает в блок управления, настраивая МП на выполнение заданной команды и на определение адреса следующей команды, который записывается в счетчик команд. Адресная часть команды выставляется на шину адреса системной шины и используется для выборки из ОП информации, которая вводится в арифметическое устройство и участвует в операции. Результат операции и адрес, по которому его нужно сохранить в ОП, выставляются процессором на шины данных и адреса соответственно и производится запись. Получив сигнал об окончании записи, процессор начинает выборку очередной команды, выставляя адрес из счетчика команд на шину адреса ЭВМ и формируя сигнал обращения к ОП на шине управления.
В каждом цикле, получив очередную команду, процессор определяет к какому устройству она относится. Если она предназначена для выполнения не в процессоре, а в другом устройстве ЭВМ, то центральный процессор выставит на шину адрес это устройства, а по шине управления сигнал поиска устройства. Устройства подключены к шинам параллельно, поэтому все они прочтут адрес и сравнят со своим номером. При совпадении устройство выставит сигнал отклика и готовности. После этого процессор выставит команду на шину данных и передаст ее этому устройству. Получив квитирующий сигнал, процессор перейдет к выполнению следующей команды.
Таким образом, взаимодействие процессора с внешними устройствами предполагает выполнение логической последовательности действий (поиск устройства, определение его состояния, обмен командами, информацией). Характер выполнения этой последовательности и необходимые устройства для ее реализации и есть, как мы уже знаем, интерфейс. Если такие интерфейсы для разных устройств удается свести к одному универсальному, то такой интерфейс называется стандартным (например в ПК: параллельный Cetronics и последовательный RS232 или USB), хотя любой интерфейс предполагает ту или иную степень унификации.
Программа сейчас пишется на языке высокого уровня (алгоритмическом языке). Это исходный модуль и перед исполнением он должен быть переведен на внутренний язык машины. Эта операция выполняется трансляторами, которые бывают двух видов: интерпретаторами (после перевода каждого оператора алгоритмического языка полученная программа немедленно исполняется) и компиляторами (программа переводится полностью, а затем поступает на исполнение). В результате получают объектный модуль ОМ.
Однако ОМ еще не готовая программа. В нем содержатся ссылки на программы, которых нет в исходном модуле (например, на стандартные программы вычисления тригонометрических или иных функций и т.п.), программа в ОМ представлена в условных адресах (каждый модуль начинается с нулевого адреса), а исполняемая программа должна быть привязана к физическим адресам. Добавление стандартных программ выполняет редактор связей. В результате образуется загрузочный модуль. Привязка к памяти проводится программой выборки (Пят95), которая переносит загрузочный модуль с винчестера в ОП и во время переноса корректирует адреса. Теперь программа готова к исполнению.