🗊Презентация Архитектура устройства управления

АРХИТЕКТУРА УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ Лекция №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ Микро-ЭВМ (микрокомпьютер) – ЭВМ малых размеров, созданная на базе микропроцессоров (микропроцессорная ЭВМ). Микропроцессор – одна или несколько больших интегральных схем, выполняющих функции процессора. Процессор – это устройство или функциональная часть ЭВМ, предназначенная для интерпретации программы. Интерпретация программы – это последовательная трансляция и выполнение команд программы. Трансляция команды – преобразование процессором команды от исходного представления к другому эквивалентному представлению. В ходе трансляции команда преобразуется в соответствующую последовательность микрокоманд, которые далее (при выполнении команды) будут управлять действиями микропроцессора на сигнальном (физическом) уровне.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ Архитектура ЭВМ – это абстрактное представление ЭВМ, отражающее все основные стороны ее аппаратной и программной организации. Понятие архитектуры является комплексным и включает в себя: структуру ЭВМ; способы доступа к элементам ЭВМ; организацию и разрядность интерфейсов; состав и доступность регистров; организацию и способы адресации памяти; способы представления и форматы данных ЭВМ; набор и форматы машинных команд; организацию отработки нештатных ситуаций; организацию отработки внешних событий.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ МИКРО-ЭВМ

МИКРОПРОЦЕССОР Выполнение процессором команд программы сводится к следующим действиям. Обмен данными с памятью или с внешними устройствами: чтение данных из памяти в регистр процессора; запись данных в память из регистра процессора; ввод данных из регистра интерфейса внешнего устройства в регистр процессора; вывод данных в регистр интерфейса внешнего устройства из регистра процессора. Арифметическо-логические операции над прочитанными или введѐнными данными с получением результата – новых данных. Управление ходом выполнения программы. Изменения состояния процессора.

ОСНОВНАЯ ПАМЯТЬ Основная память предназначена для хранения информации с которой работает процессор. Информация в ячейках может представлять: коды команд программ, которые процессор может считывать и интерпретировать; данные, которые процессор может считывать как операнды, выполнять над ними операции и сохранять в таких ячейках памяти результаты операций.

ИНТЕРФЕЙСЫ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ Внешние устройства – это управляемые устройства микро-ЭВМ. Интерфейсы внешних устройств служат для интеграции внешних устройств в состав микро-ЭВМ в качестве объектов управления. Интерфейс внешнего устройства – это совокупность программных и аппаратных средств сопряжения внешнего устройства с микропроцессором. Аппаратные средства интерфейса называют контроллером внешнего устройства. Программные средства интерфейса называют драйвером внешнего устройства. Для временного хранения данных при обмене с процессором интерфейс имеет регистры.

ШИНА Шина – это группа электрических линий общего пользования. На шине выделяют три группы линий: данных; Линии данных используются для передачи по ним информации между участниками обмена. Линии данных - двунаправленные. Разрядность микро-ЭВМ определяется разрядностью линий данных шины. адреса; Линии адреса необходимы для передачи по ним адреса того устройства (ячейки памяти или регистра интерфейса внешнего устройства) к которому идет обращение в процессе обмена. Линии адреса - однонаправленные линии. управления. По линиям управления передаются сигналы, управляющие операциями обмена через шину.

ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ОБЩЕЙ ШИНЫ МИКРО-ЭВМ Одна и та же группа линий используется попеременно всеми участниками обменных операций. В каждый момент времени шину используют для обмена друг с другом только два участника. Один из этих участников выступает в роли активного или ведущего (master), а другой – в роли пассивного или ведомого (slave). Функции активного участника: выбор пассивного путѐм указания его адреса; выбор типа обмена (с памятью или с интерфейсами); выбор направления обмена (запись или чтение) определение момента начала операции соответствующим стробирующим сигналом; Функция пассивного участника сводится к сохранению или выдаче информации. Активным участником обычно выступает процессор, иногда интерфейс, временно захвативший у процессора шину. Пассивными участниками могут быть либо ячейка памяти, либо регистр интерфейса.