Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет

имени В.И. Ульянова (Ленина) «ЛЭТИ»

Кафедра ВТ

Пояснительная записка

к курсовой работе

по дисциплине ″ Архитектура ЭВМ ″

Вариант 9

Факультет: КТИ

Группа: 3371

Выполнил: Ключев А.А.

Проверил: Казак А.Ф.

Санкт-Петербург

2007

СОДЕРЖАНИЕ

3

4

4

4

4

5

6

6

6

8

8

9

9

9

11

12

14

15

16

18

19

19

19

19

19

20

20

20

21

21

21

22

23

23

24

25

26

27

28

29

Введение

1. Задание на проектирование

1. Предмет проектирования

2. Общие требования

3. Исходные данные

2. Структурная схема разрабатываемой системы

3. Архитектура внешних выводов кристалла ЦП

4. Формат данных, команд и способы адресации

4.1 Формат данных

4.2 Формат команд

4.3 Способы адресации

5. Память

5.1 Структура памяти

5.2 Виртуальная память

6. Регистровая модель процессора

7. Система команд

7.1 Логика установки флажков

8. Внутренняя организация процессора

9. Структурно-функциональная схема ЦП

10. Алгоритм функционирования процессора

10.1 Чтение команды из ОЗУ

10.2 Декодирование команды

10.3 Обработка регистровой команды

10.4 Обработка команды регистр-память

10.5 Обработка условного ввода/вывода

10.6 Обработка безусловных переходов

10.7 Обработка условных переходов

10.8 Обработка прерываний

11. Основные операции на шине

11.1 Чтение/запись

11.2 Обработка прерывания

11.3 Обработка захвата шины

12. Алгоритмы выполнения отдельных операций

12.1 Выборка команды

12.2 Обработка адресной части команд

12.3 Арифметические и логические операции

12.4 Передача управления

12.5 Ввод/вывод

Выводы

Список литературы

Введение

Термин "архитектура системы" часто употребляется как в узком, так и в широком смысле этого слова. В узком смысле под архитектурой понимается архитектура набора команд. Архитектура набора команд служит границей между аппаратурой и программным обеспечением и представляет ту часть системы, которая видна программисту или разработчику компиляторов. Следует отметить, что это наиболее частое употребление этого термина.

В широком смысле архитектура охватывает понятие организации системы, включающее такие высокоуровневые аспекты разработки компьютера как систему памяти, структуру системной шины, организацию ввода/вывода и т.п.

Применительно к вычислительным системам термин "архитектура" может быть определен как распределение функций, реализуемых системой, между ее уровнями, точнее как определение границ между этими уровнями. Таким образом, архитектура вычислительной системы предполагает многоуровневую организацию.

Архитектура первого уровня определяет, какие функции по обработке данных выполняются системой в целом, а какие возлагаются на внешний мир (пользователей, операторов, администраторов баз данных и т.д.). Система взаимодействует с внешним миром через набор интерфейсов: языки (язык оператора, языки программирования, языки описания и манипулирования базой данных, язык управления заданиями) и системные программы (программы-утилиты, программы редактирования, сортировки, сохранения и восстановления информации).

Интерфейсы следующих уровней могут разграничивать определенные уровни внутри программного обеспечения. Например, уровень управления логическими ресурсами может включать реализацию таких функций, как управление базой данных, файлами, виртуальной памятью, сетевой телеобработкой. К уровню управления физическими ресурсами относятся функции управления внешней и оперативной памятью, управления процессами, выполняющимися в системе.

Следующий уровень отражает основную линию разграничения системы, а именно границу между системным программным обеспечением и аппаратурой. Эту идею можно развить и дальше и говорить о распределении функций между отдельными частями физической системы. Например, некоторый интерфейс определяет, какие функции реализуют центральные процессоры, а какие - процессоры ввода/вывода.

Архитектура следующего уровня определяет разграничение функций между процессорами ввода/вывода и контроллерами внешних устройств. В свою очередь можно разграничить функции, реализуемые контроллерами и самими устройствами ввода/вывода (терминалами, модемами, накопителями на магнитных дисках и лентах).

Архитектура таких уровней часто называется архитектурой физического ввода/вывода.