Вопрос №15. Устройство управления эвм. Структурная схема. Назначение узлов.

Принцип работы.

Выполнение команды центральным устройством управления (ЦУУ) процессора проводится обычно в такой последовательности:

-выборка команды из ОП;

-формирование исполнительных адресов операндов по информации, содержащейся в коде команды;

-выборка операндов из ОП;

-выполнение действий в арифметическо-логических блоках;

-отсылка результата выполнения операции в ОП.

Все действия, связанные с преобразованием кодов команд в наборы управляющих сигналов (УС) и исполнительные адреса, выполняются непосредственно в ЦУУ. В ЦУУ входят:

1. Блок выборки команд и данных(БВКиД). Он предназначен для приёма команды, хранения ёё до окончания операции, расшифровки кода операции, модификации адресов, формирования адреса следующей команды, выдачи адресов операндов и следующий команды в ОЗУ, для хранения кодов операндов, принимаемых из ОЗУ и выдача в ОЗУ адреса, по которому производится запись результата выполнения операции.

2. Блок центрального управления(БЦУ). Вырабатывает необходимую последовательность УС при выполнении каждой команды программы для АЛУ и других устройств ЭВМ.

3. Пульт управления(ПУ). Обеспечивает управление работой ЭВМ со стороны оператора, визуальный контроль состояния отдельных устройств и проведение профилактических мероприятий.

4. Блок прерываний(БП). Служит ля реализации запросов на прерывание в соответствии с их приоритетами.

5. Блок управления ОП(БУОП). Обеспечивает обмен информации с ОП не только процессором, но и всеми каналами ввода-вывода(КВВ).

6. Блок защиты памяти(БЗП). Предназначен для предотвращения искажения любой информации, хранящейся в ОП, по записи и её возможного искажения вследствие возможных ошибочных обращений к ОП при считывании.

7. Блок внешних связей(БВС). Обеспечивает обмен управляющей информацией с другим процессором при построении и работе мультипроцессорной системы.

8. Блок таймеров(БТ). Служит для подсчёта временных интервалов и управления работой процессора в системе по принимаемым временным соотношениям.

9. Б лок синхронизации(БС). Обеспечивает жёсткую синхронизацию работы всех блоков и устройств процессора.

Вопрос №16. Дать определение регистра. Нарисовать схему запоминающего регистра и пояснить принцип её действия. Привести условное графическое обозначение запоминающего регистра на электрических схемах.

Регистром называется функциональный узел, предназначенный для записи, хранения и выдачи многоразрядного кода двоичного числа. Регистр хранения информации принимает и выводит код только в параллельном формате и не преобразует код. В большинстве случаев регистры хранения строятся на D-триггерах.

На вход регистра подаётся код числа в двоичном формате. Приём кода происходит при поступлении синхроимпульса С на вход регистра. При поступлении сигнала С триггеры в регистре переключатся в нулевое или единичное состояние, в зависимости от сигналов D₀, D₁, D₂, D₃, и будут находится в этом состоянии до прихода очередного синхроимпульса и изменения информационных сигналов.

Условное графическое обозначение регистра на электрических схемах.

Вопрос №17. Дать определение микропроцессора в зависимости от его назначения. Нарисовать структурную схему микропроцессора и пояснить принцип её действия.

Микропроцессор—программно-управляемое устройство обработки цифровой информации. По назначению микропроцессоры делят на универсальные и специализированные. Универсальные позволяют совместно с другими БИС создавать ЭВМ широкого диапазона применений. Специализированные не требуют развитого программного обеспечивания.

Устройство управления—совокупность блоков и узлов процессора, обеспечивающая координирование работы всех устройств ЭВМ и управление ими для всех режимов работы.

Регистр команд—часть устройства управления, хранит команду, пока её выполняет процессор.

Дешифратор команд—вторая часть устройства управления, расшифровывает операционные и адресные части команд.

Схема приращения (СхП) используется для хранения части адреса.

Регистр признаков (РПР) хранит признак результата.

Аккумулятор(А)—используется в процессоре, использующим одноадресные команд. Хранит второе число для выполнения действия.

Буферные регистры(БР1, БР2)—нужны для временного хранения данных.

Указатель стека (УС)—специальный регистр, который хранит начальный адрес стековой памяти. Стековая память—часть ОП, работает по специальному признаку. Всё записывается по одному и тому же адресу, а предыдущая информация перезаписывается в адрес на 1 больше.

Вопрос №18. Дать определение дешифратора в зависимости от его назначения. Составить схему дешифратора на логических элементах. Пояснить принцип действия дешифратора и привести его графическое изображение на электрических схемах.

Дешифратор – функциональный узел, преобразующий код двоичного числа в управляющий сигнал логического уровня, который возникает на одном из его выходов. Номер выхода соответствует значению кода поданному на входы. Если количество выходов N=2^m , где m – количество информационных входов, то дешифратор называется полным. Входы и выходы дешифраторы могут быть как прямыми так и инверсными. Активным уровнем сигнала для прямого входа является высокий, а для инверсного – низкий. Если выход прямой, то при его активизации на нем действует высокий уровень напряжения, на остальных выходах – низкий. На активизированном инверсном выходе действует низкий уровень напряжения, а на остальных – высокий. Дешифраторы строятся на элементах И, имеющих такое количество входов сколько и информационных входов дешифратора. Часто дешифраторы делаются синхронными. Это значит, что выходные сигналы появляются только при наличии дополнительного управляющего сигнала. Такой сигнал называется синхронизирующим, он может быть как высокого, так и низкого уровня.