Принцип программного управления. Микропроцессор. Алгоритм работы процессора

Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1. Значит,в любую ячейку памяти записывается некоторый набор нулей и единиц - _машинное слово .. Все ячейки памяти занумерованы. Номер ячейки называют её _адресом .. Наличие у каждой ячейки адреса позволяет отличать ячейки друг от друга, обращаться к любой ячейке, чтобы записать в неё новую информацию или извлечь ту информацию, которая в ней хранится. Все ЭВМ работают в принципе одинаково. Когда бы вы ни заглянули в память ЭВМ, в её ячейках хранятся наборы нулей и единиц. _ЭВМ выполняет без участия человека не только одну _команду, но и длинную последовательность команд (программу) .. В этом и состоит один из основных принципов работы ЭВМ - _принцип _программного управления .. Каждая команда кодируется некоторой последовательностью из нулей и единиц и помещается, как и число, в одной ячейке оперативной памяти.

Команда состоит из двух частей : кодовой и адресной.

Кодовая часть команды указывает, какое действие должно быть выполнено, а адресная определяет расположение в памяти компьютера исходных данных и результата. Общий вид команды машины может быть таким: К А1 А2 А3 , где К - код действия, а А1,А2,А3 - адреса ячеек памяти (на каждый адрес отводится по три разряда). Для выполнения команд служит специальное _арифметико-логическое устройство .(АЛУ). Оно состоит из двух особых ячеек - _счётчика команд .и _регистра команд ., а также _сумматора .. При выполнении ЭВМ программы в счётчик команд последовательно заносятся номера ячеек, где содержатся исполняемые команды, сами команды помещаются в регистр команд, а в сумматоре происходят арифметические действия.

Сумматор также имеет свою ячейку - для промежуточных результатов вычислений.

Отметим, что команды современных ЭВМ могут занимать несколько ячеек памяти. КОМАНДЫ ПРОЦЕССОРА. 1.А РИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сложение, вычитание, умножение, деление и другие. 2.Л ОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сравнение, отредактировать и отметить, логическое И и логическое ИЛИ, исключение, проверка по маске и прочее. 3.О ПЕРАЦИИ ВВОДА-ВЫВОДА - это такие операции, как начать, остановить, опросить устройства ввода-вывода, опросить каналы и так далее. 4.О ПЕРАЦИИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ - это такие операции, как проверить и установить, загрузить реальные адреса и так далее. _ Г Л А В А 4 М И К Р О П Р О Ц Е С С О Р Микропроцессор - это процессор, выполненный в виде большой интегральной схемы(БИС) и заключённый в герметический корпус. В основе любой ПЭВМ(персональной ЭВМ) лежит использование микропроцессоров.

Микропроцессор является 'мозгом' компьютера. Он осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера.

Основными характеристиками микропроцессора являются быстродействие и разрядность.

Быстродействие - это число выполняемых операций в секунду.

Разрядность характеризует объём информации, который микропроцессор обрабатывает за одну операцию: 8-разрядный процессор за одну операцию обрабатывает 8 бит информации, 32-разрядный - 32 бита.Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. В IBM PC используются микропроцессоры, разработанные фирмой Intel, или совместимые с ними процессоры других фирм. СТРУКТУРА МИКРОПРОЦЕССОРА. Микропроцессор А Л У У У РЕГИСТРЫ А Л У - арифметическо-логическое устройство. Оно обеспечивает выполнение основных операций по обработке информации. Любую задачу компьютер разбивает на отдельные логические операции, производимые над двоичными числами, причем в одну секунду осуществляются сотни тысяч или миллионы таких операций.

Сложение, вычитание, умножение и деление - элементарные операции, выполняемые А Л У ЭВМ. Полный набор таких операций называют системой команд, а схемы их реализации составляют основу А Л У. Помимо арифметического устройства АЛУ включает и логическое устройство, предназначенное для операций, при осуществлении которых отсутствует перенос из разряда в разряд.

Иногда эти операции называют логическое И и логическое ИЛИ. Все операции в АЛУ производятся в регистрах - специально отведенных ячейках АЛУ. Время выполнения простейших операций определяется минимальным временем сложенния двух операндов, находящихся в регистрах. В случае , если одно или оба слагаемых находятся не в регистра, а в запоминающем устройстве (ЗУ), учитывается также время пересылки слагаемых в регистры и время записи полученной суммы в ЗУ. В большинстве современных микропроцессоров это время составляет от нескольких сотен наносекунд до нескольких микросекунд. У У - устройство управления, управляет процессом обработки и обеспечивает связь с внешними устройствами. РЕГИСТРЫ - внутренние носители информации микропроцессора. Это внутренняя память процессора.

Регистров - три. Один хранит команды или инструкции, два других - данные. В соответствии с командами процессор может производить сложение, вычитание или сопоставление содержимого регистров данных.

Основной микропроцессор определяет быстродействие компьютера.

Исходный вариант компьютера IBM PC и модель IBM PC XT используют микропроцессор Intel-8088. Модель IBM PC AT использует более мощный микропроцессор Intel-80286 и ее производительность приблизительно в 5-6 раз больше, чем у IBM PC XT. Модели серии PC/2 используют более мощный микропроцессор Intel-80386. Их производительность приблизительно в 3-4 раза больше, чем у IBM PC AT, однако это увеличение производительности существенно, в основном, для решения задач, требующих большого об'ема вычислений.

Характеристики микропроцессоров.

Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом(моделью) и тактовой частотой.

Наиболее распространены модели Intel-8088, 80286, 80386SX, 80386(DX), 80486(SX, SX2, DX, DX2, DX4 и т.д.) и Pentium, они приведены в порядке возрастания производительности и цены.

Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту - чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора.

Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций(тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду.

Тактовая частота измеряется в мегагерцах(МГц). Следует заметить, что разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции (например, сложение или умножение) за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.

Поэтому микропроцессор Intel-80386 работает в два раза быстрее Intel-80286 с такой же частотой.

Сопроцессоры.

Микропроцессоры 8088, 80286, 80386 сконструированы так, что они позволяют использовать арифметические сопроцессоры 8087, 80287, 80387 фирмы 'Intel'-соответственно.

Специализация сопроцессоров состоит в быстрой обработке чисел сплавающей запятой. Они могут выполнять как обычные операции сложения, вычетания, умножения и деления, так и более сложные операции, такие как вычисление тригонометрических функций Конструктивно заложенные в микропроцессор сигналы, позволяют передавать работу сопроцессору и затем получать результаты обработки. Чтобы использовать арифметический сопроцессор, находящийся в составе компьютера, необходимы программы, которые могут выдавать специальные коды, необходимые для запуска сопроцессора. КОМАНДЫ ПРОЦЕССОРА. 1 . АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сложение, вычитание, умножение, деление и другие. 2 . ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сравнение, отредактировать и отметить, логическое И и логическое ИЛИ, исключение, проверка по маске и прочее. 3 . ОПЕРАЦИИ ВВОДА-ВЫВОДА - это такие операции, как начать, остановить, опросить устройства ввода-вывода, опросить каналы и так далее. 4 . ОПЕРАЦИИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ - это такие операции, как проверить и установить, загрузить реальные адреса и так далее. _ Г Л А В А 4 М И К Р О П Р О Ц Е С С О Р. О С Н О В Н О Й А Л Г О Р И Т М Р А Б О Т Ы П Р О Ц Е С С О Р А. Микропроцессор - это процессор, выполненный в виде большой интегральной схемы(БИС) и заключённый в герметический корпус. В основе любой ПЭВМ(персональной ЭВМ) лежит использование микропроцессоров.

Микропроцессор является 'мозгом' компьютера. Он осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера.

Основными характеристиками микропроцессора являются быстродействие и разрядность.

Быстродействие - это число выполняемых операций в секунду.

Разрядность характеризует объём информации, который микропроцессор обрабатывает за одну операцию: 8-разрядный процессор за одну операцию обрабатывает 8 бит информации, 32-разрядный - 32 бита.Скорость его работы во многом определяет быстродействие компьютера. В IBM PC используются микропроцессоры, разработанные фирмой Intel, или совместимые с ними процессоры других фирм. СТРУКТУРА МИКРОПРОЦЕССОРА. Микропроцессор А Л У У У РЕГИСТРЫ А Л У - арифметическо-логическое устройство. Оно обеспечивает выполнение основных операций по обработке информации. Любую задачу компьютер разбивает на отдельные логические операции, производимые над двоичными числами, причем в одну секунду осуществляются сотни тысяч или миллионы таких операций.

Сложение, вычитание, умножение и деление - элементарные операции, выполняемые А Л У ЭВМ. Полный набор таких операций называют системой команд, а схемы их реализации составляют основу А Л У. Помимо арифметического устройства АЛУ включает и логическое устройство, предназначенное для операций, при осуществлении которых отсутствует перенос из разряда в разряд.

Иногда эти операции называют логическое И и логическое ИЛИ. Все операции в АЛУ производятся в регистрах - специально отведенных ячейках АЛУ. Время выполнения простейших операций определяется минимальным временем сложенния двух операндов, находящихся в регистрах. В случае , если одно или оба слагаемых находятся не в регистра, а в запоминающем устройстве (ЗУ), учитывается также время пересылки слагаемых в регистры и время записи полученной суммы в ЗУ. В большинстве современных микропроцессоров это время составляет от нескольких сотен наносекунд до нескольких микросекунд. У У - устройство управления, управляет процессом обработки и обеспечивает связь с внешними устройствами. РЕГИСТРЫ - внутренние носители информации микропроцессора. Это внутренняя память процессора.

Регистров - три. Один хранит команды или инструкции, два других - данные. В соответствии с командами процессор может производить сложение, вычитание или сопоставление содержимого регистров данных.

Основной микропроцессор определяет быстродействие компьютера.

Исходный вариант компьютера IBM PC и модель IBM PC XT используют микропроцессор Intel-8088. Модель IBM PC AT использует более мощный микропроцессор Intel-80286 и ее производительность приблизительно в 5-6 раз больше, чем у IBM PC XT. Модели серии PC/2 используют более мощный микропроцессор Intel-80386. Их производительность приблизительно в 3-4 раза больше, чем у IBM PC AT, однако это увеличение производительности существенно, в основном, для решения задач, требующих большого об'ема вычислений.

Характеристики микропроцессоров.

Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом(моделью) и тактовой частотой.

Наиболее распространены модели Intel-8088, 80286, 80386SX, 80386(DX), 80486(SX, SX2, DX, DX2, DX4 и т.д.) и Pentium, они приведены в порядке возрастания производительности и цены.

Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту - чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора.

Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций(тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду.

Тактовая частота измеряется в мегагерцах(МГц). Следует заметить, что разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции (например, сложение или умножение) за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.

Поэтому микропроцессор Intel-80386 работает в два раза быстрее Intel-80286 с такой же частотой.

Сопроцессоры.

Микропроцессоры 8088, 80286, 80386 сконструированы так, что они позволяют использовать арифметические сопроцессоры 8087, 80287, 80387 фирмы 'Intel'-соответственно.

Специализация сопроцессоров состоит в быстрой обработке чисел сплавающей запятой. Они могут выполнять как обычные операции сложения, вычетания, умножения и деления, так и более сложные операции, такие как вычисление тригонометрических функций Конструктивно заложенные в микропроцессор сигналы, позволяют передавать работу сопроцессору и затем получать результаты обработки. Чтобы использовать арифметический сопроцессор, находящийся в составе компьютера, необходимы программы, которые могут выдавать специальные коды, необходимые для запуска сопроцессора.

Основной алгоритм работы процессора.

Процессор начинает работу после того, как программа записана в память ЭВМ, а в Счетчик Команд записан адрес первой команды программы.

Работу процессора можно описать следующим циклом: _ НЦ чтение команды из памяти по адресу, записанному в СК увеличение СК на длину прочитанной команды выполнение прочитанной команды _ КЦ Обратите внимание, что после чтения очередной команды процессор увеличивает СК на длину команды.

независимая экспертиза ущерба в Москве
оценка ценных бумаг в Калуге
оценка кадастровая стоимость в Туле
дипломные работы на заказ, рефераты и авторские курсовые работы

Подобные работы

Процессор AMD. История развития

echo "Компания AMD, основанная в 1969 году со штаб-квартирой в г. Саннивейл (шт. Калифорния), в 2000 году имела оборот 4,6 млрд. долл. (NYSE: AMD). Первым процессором, который AMD разрабатывала само

Пластиковое оптическое волокно

echo "Специалисты тратят уйму времени и денег на разработку, чтобы потом ждать несколько десятилетий, пока новая технология не проторит дорогу на рынок. Пожалуй, такие технологии можно сравнить со Сп

Компьютер

echo "Подходят, как оказывается, не все. Дело в том, что вставляются они в специальные гнезда-разъемы, расположенные на материнской плате (по виду разъемы значительно миниатюрнее, чем так называемые с

Перспективы цифрового видео

echo "Композитное аналоговое видео комбинирует все видеокомпоненты (яркость, цвет, синхронизацию и т. п.) в один сигнал. Из-за объединения этих элементов в одном сигнале качество композитного видео да

Периферийные устройства ПЭВМ

echo "Цифровой интерфейс проще по сравнению с цифроаналоговым, но и для него требуются специальные схемы. Различают последовательную и параллельную передачу данных, необходима синхронизация взаимодей

Принципы уровневой организации ЛВС (на основе модели OSI)

echo "Канальный уровень определяет механизм управления доступом к среде передачи данных . Здесь также определяются форматы , используемые в элементах сообщений . В ЛВС сообщения посылаются не в виде н

Мониторы

echo "Впервые в 1950 году в Кембриджском университете (Англия) электронно-лучевая трубка (ЭЛТ, или CRT, Cathode Ray Tube) осциллографа была использована для вывода графической информации. Примерно по

Оперативная память

echo "Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быс