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

Обзор возможных методов защиты

echo "Основными факторами, способствующими повышению этой уязвимости, являются: 1. Резкое увеличение объемов информации, накапливаемой, хранимой и обрабатываемой с помощью ЭВМ и других средств автомат

Плоттеры

echo "Пищущие элементы бывают одноразовые и многоразовые (допускающие перезарядку). Перо крепится в держателе пищущего узла, который имеет одну или две степени свободы перемещения. Существует два тип

Компьютеры SPARC-архитектуры

echo "Выполнил, проверил Студент гр. 02033п Преподаватель информатики Холопов П. С. Великий Новгород 2001 Содердержание. 1.Особенности процессоров с архитектурой SPARC компании Sun Microsystems. 2.Sup

Локальные вычислительные сети на базе IBM PC AT совместимых ПЭВМ

echo "Зачастую возникает необходимость в разработке принципиального решения вопроса по организации ИВС (информационно–вычислительной сети) на базе уже существующего компьютерного парка и программного

Передача информации из ультразвуковой медицинской диагностической установки ALOCA SSD650

echo "Система прошла опытную эксплуатацию в институте хирургии им А. В. Вишневского в рамках проекта «телемедицина». Отчетные материалы к дипломному проекту включают пояснительную записку, 3 приложени

Краткий конспект лекций по Теории тестирования аппаратных и программных средств

echo "Каждое из событий в этой цепочке является следствием предыдущего и само инициирует последующее. Если хорошо представлять процесс загрузки системы, то можно быстрее определить причину неисправнос

Применение ЭВМ в управлении производством

echo "Одновременно должна быть обеспечена высокая эффективность использования вычислительной техники. Решению этой задачи в значительной степени способствовало появление микроэлектронных средств сред

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