5.2 Организация шин микро-эвм

Все составные элементы ПК, к которым в первую очередь следует отнести процессор, запоминающее устройство и периферийные устройства, должны быть соединены друг с другом. Это соединение осуществляется с помощью шин. Шина состоит из определенного количества линий, которые в соответствии со своим функциональным назначением называют линиями для обмена данными (шина данных), линиями управления данными (управляющая шина) или линиями адресации данных (адресная шина). Каждая линия передает двоичную цифру. К факторам, определяющим производительность шины, относят ее ширину.

Шину данных образуют линии, предназначенные для обмена данными между отдельными блоками ПК. Началом шины данных является центральный процессор. Его структура определяет ширину шины данных, т. е. количество линий данных. Чем шире шина данных, тем больше данных может быть передано за определенный период времени и тем быстрее (производительнее) работает МЭВМ.

Теперь перейдем к адресной шине, с помощью которой осуществляется процесс адресации. Под адресацией понимают распределение данных, проходящих через шину данных, по определенным ячейкам памяти. Каждая ячейка памяти компьютера имеет свой собственный адрес. В процессе каждой записи или каждого считывания данных процессор должен сообщать, из какого адреса он хотел бы считать данные или в какой адрес их записать. Ширина (разрядность) адресной шины показывает, какое максимальное количество адресов может обрабатывать процессор. Число линий в адресной шине показывает, каким объемом памяти может управлять процессор. Разработанная МЭВМ имеет 32-разрядную адресную шину, что позволяет адресовать 4 Гб памяти.

Шину управления образуют линии, расположенные на материнской плате и предназначенные для управления различными операциями, выполняемыми процессором. Определенные сигналы обеспечивают, чтобы при доступе к памяти не возникало конфликтов при одновременном обращении к одной и той же ячейке памяти. Все остальные исполнительные элементы в это время блокируются с помощью соответствующего сигнала от шины управления.

5.3 Организация озу

Одним из наиболее важных элементов МЭВМ является ОЗУ, в котором хранятся все данные, команды. Схема ОЗУ показана на рисунке 5.2.

Р

N = максимальный адрес

исунок 5.2 – Структура ОЗУ

Состав схемы:

1. ША – шина адреса;

2. ШД – шина данных;

3. ШУ – шина управления;

4. РА – регистр адреса;

5. РД – регистр данных;

6. ОП – ячейки оперативной памяти.

При загрузке выполняемой программы (Exe-файла) в память операционная система MS DOS инициализирует, как минимум, три сегментных регистра: CS, DS, SS. Все сегменты могут использовать различные области памяти, могут частично или полностью совпадать (перекрываться).

Доступ к ячейкам памяти осуществляется следующим образом. С шины управления в ОЗУ подаются сигналы чтения или записи. С шины адреса через регистр адреса поступает адрес ячейки, с которой необходимо выполнить операцию. Данные поступают с шины данных или на нее через 20-битный регистр данных.

5.4 Микропрограмма работы микро-эвм

Микропрограмма работы устройства управления гипотетического микропроцессора приведена на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 – Микропрограмма работы устройства управления