3.Обобщенная структурная схема микропроцессора.
В состав МП входят ЦПУ, состоящее из АЛУ, регистров, счетчиков, схем управления. Регистры, входящие в состав ЦПУ используются для временного хранения данных и команд, для индикации результатов выполненных операций.
Обычно минимальный набор регистров включает:
- РДП – хранит выбранное из памяти слово. Разрядность РДП определяет кол-во битов информационного слова, т.е. точность вычислений.
- АК рез-тыарифм и лог операций, выполненных в АЛУ.
- СК – адрес выполняемой команды. Обычно – инкрементирование
- стек – внутрдоп память МП адреса команды выбираются FILO
- РОН – СОЗУ
- РК – команда в процессе выполнения
- трсост – регистр флагов
- РАП – адрес слова, по которому производится обращение.
4. Типичный машинный цикл. Пути обработки командного слова.
Время выполнения в ЭВМ одной команды называется машинным циклом, состоящим из цикла выборки и исполнительного цикла.
В цикле выборки
- ЦП получает адрес команды в памяти при помощи РАП
- полученный адрес дешифрируется и команда считывается из памяти в РДП ЦП
В исполнительном цикле требуемая команда выполняется.
Обработка командного слова
При выполнении командного слова происходят след операции
1 в начале цикла содержимое СК посылается в РАП
2 содержимое РАП передается в память и дешифратор адреса чтобы определить местоположение слова в памяти
3 команда считывается из памяти и через ШД пересылается в РДП
4 команда считывается из РК в ЦП
5 команда дешифрируется дешифратором команд УУ
6 команда выполняется в АЛУ
7 содержимое счетчика команд увеличивается на 1, либо в СК записывается адрес перехода
5. Типичный машинный цикл. Пути обработки информационного слова.
Типичный машинный цикл см. в вопросе №4
Пути обработки информационного слова.
Данные поступают из памяти или ВУ. Во многих микро-ЭВМ входные данные поступают через АК . В АК также поступают результаты операций, выполненных в АЛУ. УУ управляет всеми операциями в соответствии с командами. Все операции над информационными словами происходят в течении исполнительного цикла команды. Для комплектования микро-ЭВМ применяют интерфейсные схемы для сопряжения МП с ПУ и различными типами ЗУ.
6. Запоминающие устройства: назначение, классификация, параметры.
Принято разделять все запоминающие устройства на два основных типа: оперативные и внешние. Основным критерием для такого разделения служит скорость доступа к информации.
ЗУ классифицируется по характеру хранения информации, по физическим принципам работы и по назначению.
- По характеру хранения информации ЗУ могут быть статическими и динамическими. В статических ЗУ физическое состояние носителя информации в процессе хранения не изменяется. В динамических ЗУ состояние носителя постоянно изменяется. По физическим принципам работы ЗУ делятся на магнитные, электронные, оптические, механические, криогенные.
- По назначению различают следующие типы запоминающих устройств: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).
- Оперативное ЗУ используется в условиях, когда необходимо выбирать и обновлять хранимую информацию в высоком темпе работы процессора цифрового устройства. Вследствие этого в ОЗУ предусматриваются три режима работы: режим хранения при отсутствии обращения к ЗУ, режим чтения хранимых слов и режим записи новых слов. При этом в режимах чтения и записи ОЗУ должно функционировать с высоким быстродействием (обычно время чтения или записи слова в ОЗУ составляет доли микросекунды). В цифровых устройствах ОЗУ используются для хранения данных (исходных данных, промежуточных и конечных результатов обработки данных) и программ.
- Постоянное ЗУ предназначено для хранения некоторой однажды записанной в него информации, не нарушаемой и при отключении источников питания. В ПЗУ предусматриваются два режима работы: режим хранения и режим чтения с высоким быстродействием. Режим записи не предусматривается. Используются ПЗУ для хранения программ в таких специализированных цифровых устройствах, которые, функционируя длительное время, многократно выполняют действия по одному и тому же алгоритму при различных исходных данных.
- Перепрограммируемое ПЗУ в процессе функционирования цифрового устройства используется как ПЗУ. Оно отличается от ПЗУ тем, что допускает обновление однажды занесенной информации, т.е. в нем предусматривается режим записи. Однако в отличие от ОЗУ запись информации требует отключения ППЗУ от цифрового устройства, производится с использованием специальных предназначенных для записи устройств (программаторов) и занимает длительное время, достигающее десятков минут. Перепрограммируемые ПЗУ дороже ПЗУ, и их применяют в процессе отладки программы, после чего их можно заменить более дешевым ПЗУ.
Запоминающее устройство содержит некоторое число N ячеек, в каждой из которых может храниться слово с определенным числом разрядов п. Ячейки последовательно нумеруются двоичными числами. Номер ячейки называется адресом. Если для представления адресов используются комбинации m-разрядного двоичного кода, то число ячеек в ЗУ может составить N = 2m.
Количество информации, которое может храниться в ЗУ, определяет его емкость. Емкость можно выражать числом ячеек N с указанием разрядности n хранимых в них слов в форме N * n, либо ее можно определять произведением N и n: М = N * n бит. Часто разрядность ячеек выбирают кратной байту (1 байт равен 8 битам). Тогда и емкость удобно представить в байтах. Большие значения емкости часто выражаются в единицах К = 210 = 1024. Например, М = 64 Кбайт означает емкость, равную М = 64 * 1024 * 8 бит.
).