3. Архитектура микропроцессора, его назначение, назначение отдельных узлов.

Микропроцессор - программно-управляемое устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и управления процессом этой обработки. 

 Архитектура – способ организации аппаратных средств процессора, организации управления, памяти, прерываний и так далее. Архитектуру микропроцессора характеризуют:     

1. Система команд; 2. Типы и форматы обрабатываемых данных; 3. Режимы адресации; 4. Количество и распределение регистров; 5. Принципы взаимодействия с памятью и устройствами ввода-вывода, А также микро-архитектура: число конвейеров, количество ступеней конвейера.

Самым обязательным узлом является ЦПУ (CPU). В него входят: АЛУ (выполняет арифметические операции и передает результат далее); регистр-аккумулятор (представляет собой ячейки ОП, обмен информацией производится более короткими командами, чем в ОЗУ); логические устройства управления и синхронизации (для управления другими узлами МП, узел синхронизации обеспечивает синхронную работу всех узлов); внутренняя шина (связь между различными элементами МП, линии связи для передачи цифровой информации).

4 . Архитектура Фон Неймана.

Архитектурой компьютера называется его описание на некотором общем уровне, включающее логическую организацию, структуру и ресурсы компьютера. В основу архитектуры современных компьютеров положен магистрально-модульный принцип и принципы Джона фон Неймана.

1. Компьютер не является неделимым, цельным объектом. Он состоит из некоторого количества устройств- модулей. Комплектовать свой компьютер из этих модулей пользовать может по собственному желанию. А связаны все модули компьютера между собой через набор электронных линий- магистраль. Магистраль обеспечивает обмен данными между устройствами компьютера.

2. Джон фон Нейман- математик и физик, изучив конструкцию первых ЭВМ, пришел к идее нового типа логической организации ЭВМ:

-наличие устройство ввода/вывода информации;

-адресуемая память;

-процессор, состоящий из устройства управления и АЛУ;

-данные программы хранятся вместе.

Именно эти устройства являются базовыми и достаточными для работы компьютера на пользовательском уровне.

5. Организация системы прерываний.

В зависимости от источника возникновения сигнала прерывания делятся на:

• асинхронные или внешние (аппаратные) — события, которые исходят от внешних источников (например, периферийных устройств) и могут произойти в любой произвольный момент: нажатие клавиш клавиатуры, движение мыши;

• внутренние — события в самом процессоре как результат нарушения каких-то условий при исполнении машинного кода: деление на ноль или переполнение;

• программные (частный случай внутреннего прерывания) — инициируются исполнением специальной инструкции в коде программы.

Вектор прерывания — закреплённый за устройством номер, который идентифицирует соответствующий обработчик прерываний. Векторы прерываний объединяются в таблицу векторов прерываний, содержащую адреса обработчиков прерываний. Местоположение таблицы зависит от типа и режима работы процессора.

В компьютерной системе прерывание – это запуск специальной подпрограммы (называемой «обработчиком прерывания» или «программой обслуживания прерывания»), который вызывается сигналом аппаратуры. На время выполнения этой подпрограммы реализация текущей программы останавливается. Термин «запрос на прерывание» (interrupt request) используется потому, что иногда программа отказывается подтвердить прерывание и выполнить обработчик прерывания немедленно.

Обработчик прерывания всегда обеспечивает следующую последовательность действий:

1. Сохранить содержимое регистров контекста.

2. Сбросить контроллер прерываний и оборудование, вызвавшее запрос.

3. Обработать данные.

4. Восстановить содержимое регистров контекста.

5. Вернуться к прерванной программе.