Реферат: Структурная схема ЭВМ

ОГЛАВЛЕНИЕ

TOC o

1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭВМ. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ 3

2. СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ. 4

3. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ НАД ДВОИЧНЫМИ ЧИСЛАМИ 6

3.1 Вычитание с применением обратного кода. 6

3.2 Образование дополнительного кода. 7

4. УЗЛЫ ЭВМ. 7

5. СУММАТОР 8

6. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ СУММАТОР 9

7. АРИФМЕТИКО — ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО(АЛУ) 10

8. ДЕШИФРАТОР 12

9. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ЦИФРОВОЙ ИНДИКАЦИЕЙ 14

10. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА 8421 В 2421 15

11. ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЛОГИЧЕСКАЯ МАТРИЦА(ПЛМ) 16

12. НАКАПЛИВАЮЩИЙ СУММАТОР 17

13. ОСНОВНЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕКОМПЛЕКТЫ 18

14. ТИПОВАЯ СТРУКТУРА ОБРАБАТЫВАЮЩЕЙЧАСТИ МП 21

15. МИКРО ЭВМ НА БАЗЕ МП К580 22

16. ФОРМАТЫ КОМАНД И СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ 24

17. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТК580 26

18. СИСТЕМА СБОРА ДАННЫХ НА БАЗЕ МПК580 27

19. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ(ЦПЭ) К589 29

20. БЛОК МИКРОПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ(БМУ). 30

21. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА И ПРИНЦИПДЕЙСТВИЯ БЛОКА

МИКРОПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ (БМУ) 32

22. БЛОК ПРИОРИТЕТНОГО ПРЕРЫВАНИЯ (БПП) 34

23. СХЕМА УСКОРЕННОГО ПЕРЕНОСА (СУП) 35

24. СХЕМА ОДНОРАЗРЯДНОГО СУММАТОРА СФОРМИРОВАНИЕМ

ЦИФРЫ ПЕРЕНОСА В СУП 36

25. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ ЭВМ 37

26. ПОСТОЯННЫЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА(ПЗУ) 39

27. ВНЕШНИЕ ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА(ВЗУ) 40

27.1 Метод записи без возврата к нулю 41

27.2 Фазовая модуляция. 41

27.3 Частотная модуляция. 42

28. УСТРОЙСТВА ВВОДА — ВЫВОДАИНФОРМАЦИИ 42

29. ВЫВОД ИНФОРМАЦИИ НА ДИСПЛЕЙ 43

30. ВЫВОД ИНФОРМАЦИИ НА ТЕЛЕТАЙП 45

31. ИНТЕРФЕЙС 46

32. ОБМЕН ДАННЫМИ МЕЖДУ ОПЕРАТИВНОЙПАМЯТЬЮ И

ПЕРИФЕРИЙНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ (ПУ) 48

33. ОБМЕН ДАННЫМИ ПО ПРЕРЫВАНИЯМ 51

34. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ УСТРОЙСТВАИНТЕРФЕЙСА. АЦП 53

35. АЦП С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ (ОС) 54

36. АЦП СЛЕДЯЩЕГО ТИПА. 55

37. ЦАП С СУММИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ НАОПЕРАЦИОННОМ

УСИЛИТЕЛЕ (ОУ). 55

38. ПРИМЕНЕНИЕ МИКРО ЭВМ В СИСТЕМАХАВТОМАТИЗИРОВАННОГО

УПРАВЛЕНИЯ (САУ) 56

39. СХЕМА СУММИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НААТТЕНЮАТОРЕ

СОПРОТИВЛЕНИЙ 58

40. ПРИМЕНЕНИЕ МИКРО ЭВМ В ПРИБОРАХ(СПЕКТРОФОТОМЕТР) 58

41. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ (ПО) ЭВМ. 60

42. ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА ЭВМ 61

43. МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ КОМПЛЕКТ К 1804. 62

44. АССЕМБЛЕР К580 66

1.СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭВМ. ПОКОЛЕНИЯ ЭВМ

Создано 4 поколения ЭВМ:

1.1946 г. создание машины ЭНИАК на электронных лампах. Запоминающие устройства (ЗУ) были построены на электронных. лампах, электронно — лучевых трубках (ЭЛТ) и линиях задержки.

2.60-е годы. ЭВМ построены на транзисторах, ЗУ на транзисторах, линиях задержки и ферритовых сердечниках.

3.70-е годы. ЭВМ построены на интегральных микросхемах (ИМС). ЗУ на ИМС.

4.Начало создаваться с 1971 г. с изобретением микропроцессора (МП). Построены на основе больших интегральныхсхем (БИС) и сверх БИС (СБИС).

Пятоепоколение ЭВМ строится по принципу человеческого мозга, управляется голосом,используется новая технология на основе арсенида галлия.

ЭВМ предназначены для обработкиинформации и отображения результатов обработки. Для решения задачи должна бытьнаписана программа.

Вовремя решения задачи программа и операнды (числа, над которыми производитсяоперации) находятся в оперативной памяти (ОЗУ). Быстродействие ОЗУ соизмеримо сбыстродействием АЛУ. В процессе решения задачи АЛУ постоянно взаимодействует сОЗУ, передавая в ОЗУ промежуточные и конечные результаты и получая из ОЗУоперанды действия всех частей ЭВМ при решении задачи осуществляется подвоздействием управляющих сигналов, вырабатываемых устройством управления всоответствии с программой, записанной в ОЗУ.

ПЗУпредназначено для хранения стандартных программ, таких как sinи cos, констант

SYMBOL112 f «Symbol», е.

Существуетеще сверх ОЗУ (СОЗУ), которое обладает малым объемом и высоким быстродействием.СОЗУ применяется для кратковременного хранения операндов и промежуточныхрезультатов.

КачествоЭВМ определяется: объемом ОЗУ (т.е. количеством одновременно хранимых в ОЗУ двоичных слов);быстродействием, определяемым количеством операций в сек. После выполнениязадачи, программа и результаты через устройство вывода записываются во внешнееЗУ. В качестве внешних ЗУ используются магнитная лента, гибкий магнитный диск,магнитный барабан, перфолента, перфокарты. Программа вводится в ОЗУ с внешнихЗУ или с клавиатуры через устройство ввода.

2.СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ.

Основаниемсистемы счисления называют. число, в виде степеней которого может быть записанолюбое число в данной системе счисления. Системы счисления, применяемые в ЭВМ,ориентированы на двоичную систему, т.к. основой ЭВМ является триггер, имеющийдва устойчивых состояния.

Вдесятичной системе счисления основанием является. 10 и для записи чиселиспользуют символы 0...9.В двоичной системе основанием является. 2. Для записичисел используются символы 0 и 1.

Дляперевода числа из десятичной системы в двоичную надо последовательно делить надва и результат записывать справа налево, начиная с последнего частного,включая остатки от деления.

Таблица 1

10

2

8

16

0

00

0

1

01

1

2

10

2

3

11

3

4

100

4

5

101

5

6

110

6

7

111

7

8

1000

10

8

9

1001

11

9

10

1010

12

A

11

1011

13

B

12

1100

14

C

13

1101

15

D

14

1110

16

E

15

1111

17

F

16

10000

20

10

Ввосьмеричной системе основаниемявляется. 8. Для записи чисел используют символы 0...7. Любое число может бытьзаписано как сумма степеней 8. Для перевода числа из десятичной системы ввосьмеричную надо последовательно делить на 8.

Дляперевода числа из двоичной системы в восьмеричную, нужно отсчитывать справаналево по три разряда двоичного числа и записывать каждую группу из трехразрядов с помощью символов 0...7.

Основаниемв шестнадцатеричной системе является 16, для записи чисел используются символы0...9 и A...F. Для перевода из десятичной системы в шестнадцатеричную, надопоследовательно делить на 16:

Влюбой системе счисления ее основание записывается как 10. Для перевода числа издвоичной системы в шестнадцатеричную, нужно отсчитывать справа налево по 4разряда двоичного числа и записывать каждую группу разрядов с помощью символовиз Таблицы 1, в которой представлены соотношения между числами в различныхсистемах счисления.

3.АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ НАД ДВОИЧНЫМИЧИСЛАМИ

Впринципе машина умеет только суммировать. Все остальные арифметические действиясводятся к арифметической операции суммирования, логическим операциям сдвигапри умножении и делении. Вычитание заменяется суммированием в дополнительномили обратном коде.

Суммированиепроизводится по правилам суммирования по модулю 2.

0

SYMBOL 197 f «Symbol» 0 = 0

0

1

3.1Вычитание с применением обратного кода.

Прямойкод положительного числа совпадает с его обратным и дополнительным кодом.Обратный код отрицательного числа образуется инверсией единиц в нули и нулей вединицы. Если кол-во разрядов уменьшаемого и вычитаемого разное, то слевадописываются нули в прямом коде так, чтобы кол-во разрядов было одинаково.

Содержимоезнаковых разрядов :

0.- для полож.

1.- для отриц.

Еслирезультат получается отрицательный, его нужно преобразовать в прямой код;содержимое знакового разряда не инвертируется. Если в знаковом разряденаблюдается переполнение разрядной сетки, то единица переполнения добавляется кмладшему разряду, а затем происходит переход к прямому коду.

3.2Образование дополнительного кода.

Дополнительныйкод образуется из прямого кода инверсией и добавлением единицы к младшемуразряду. Если результат получился отрицательным, то чтобы получить прямой коднеобходимо осуществить инверсию, а затем добавить единицу к младшему разряду.Единица переполнения знакового разряда при использовании дополнительного кодаотбрасывается.

4.УЗЛЫ ЭВМ.

УзлыЭВМ классифицируются на :

1.комбинационные — это узлы, выходные сигналы которых определяются толькосигналом на входе, действующим в настоящий момент времени (дешифратор).Выходной сигнал дешифратора зависит только от двоичного кода, поданного на входв настоящий момент времени. Комбинационные узлы называют также автоматами безпамяти.

2.последовательностные (автоматы с памятью) — это узлы,выходной сигнал которых зависит не только от комбинации входных. сигналов,действующих в настоящий момент времени, но и от предыдущего состояния узла(счетчик).

3.программируемые узлы функционируют в зависимости от того, какая программа в нихзаписана. Например, программируемая логическая матрица (ПЛМ), которая взависимости от прожженной в ней программы может выполнять функции сумматора,дешифратора, ПЗУ.

5.СУММАТОР

Сумматорможет быть построен как комбинационная схема -

последовательный сумматор и как

последовательностная

схема -

накапливающий сумматор. Сумматоросуществляет cуммирование цифр разрядов слагаемых ицифр переноса по правилам сложения по модулю 2. Работа сумматора строгорегламентирована в соответствии с таблицей:

ai

bi

Pi

Si

Pi+1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

0

1

6.ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ СУММАТОР

Последовательныйсумматор осуществляет суммирование слагаемых и цифр переноса поразрядно,начиная с младшего разряда. Основой его схемы является одноразрядный сумматор.Суммирование производится в одноразрядном сумматоре SM. Цифры i-того разряда слагаемого и цифрапереноса из младшего разряда передаются на вход сумматора одновременно с приходомтактового импульса. Регистры 1 и 2используются для приема и хранения цифр i-того разряда слагаемых. В D — триггере хранится цифра переноса из младшего разряда. Регистр 3 принимает ихранит цифру i-того суммы. С приходом тактового импульса из регистров 1, 2 и D- триггера разряда слагаемых и цифра переноса поступает на вход одноразрядногосумматора. Одновременно регистр 3 освобождается для приема цифры суммы.

Впараллельном сумматоре все разряды операндов суммируются одновременно, нобыстродействие снижается за счет времени передачи цифры переноса из младшегоразряда.

7.АРИФМЕТИКО — ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (АЛУ)

АЛУпредназначено для выполнения арифметических и логических операций над операндами. АЛУ классифицируются следующим образом:

1. По способу действий над операндами. Бывают АЛУ последовательного ипараллельного действия. В последовательных АЛУ действия над операндамипроизводятся последовательно разряд за разрядом начиная с младшего. В параллельныхАЛУ все разряды операндов обрабатываются одновременно.

2. По виду обрабатываемых чисел АЛУ могут производить операции наддвоичными числами с фиксированной или плавающей запятой и над двоично — десятичными числами.

Каждаядесятичная цифра записывается четырьмя разрядами двоичного кода.

1971

0001 1001 0111 0001

АЛУпри действии над двоично-десятичными числами должны содержать схему десятичнойкоррекции. Схема десятичной коррекции преобразует полученный результат такимобразом, чтобы каждый двоично-десятичный разряд не содержал цифру больше 9.

Призаписи числа с фиксированной запятой запятая фиксируется после младшегоразряда, если число целое, и перед старшим, если число меньше 1.

Призаписи чисел с плавающей запятой выделяется целая часть, которая называетсямантиссой, и показатель степени, который характеризует положение запятой.

37 и 0.37 — с фиксированнойзапятой

37*10^-2 — с плавающей запятой

3. По организации действий над операндами различают блочные и многофункциональные АЛУ

Вблочных АЛУ отдельные блоки предназначены для действий над двоично-десятичнымичислами, отдельно для действий над числами с фиксированной запятой, отдельно сплавающей запятой.

Вмногофункциональных АЛУ одни и те же блоки обрабатывают числа с фиксированнойзапятой, плавающей запятой и двоично-десятичные числа.

МногофункциональноеАЛУ

Клапаны К1 и К2 объединяют сумматоры 1,2 и 3 для действий над числами сфиксированной запятой.

Для действий над числами с плавающей запятой клапан К2 объединяет сумматоры 2 и 3 для обработки мантисс, аклапан К1 отсоединяет первый сумматор от второго. Сумматор 1 обрабатываетпорядки.

4. По структуре АЛУ бывают с непосредственными связями имногосвязными. АЛУ с непосредственнойсвязью В многосвязных АЛУ входы и выходырегистров приемников и источников информации подсоединяются к одной шине.Распределение входных и выходных сигналов происходит под действием управляющихсигналов.

ВАЛУ с непосредственной связью вход регистра приемника связан с выходом регистраисточника операндов и регистра, в котором происходит обработка.

Например,в этой схеме суммирование происходит так: операнды подаются в регистр 1.Регистр 2 является накапливающим сумматором или автоматом с памятью. Онсуммирует слагаемые, поступающие в разные моменты времени и передает результатв регистр 3.

Умножениев этом АЛУ происходит так: множимое помещают в регистр 4, множитель — в регистр1. Регистры 2 и 3 являются кроме того сдвигающими

регистрами. В зависимости отсодержимого разряда множителя, множимое сдвигается на один разряд, еслимножитель содержит 1, и на два, если множитель содержит 0. Эти частныепроизведения суммирую

еще рефераты

Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Электронные вычислительные сети

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Устройство графического ввода - Сканер

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Транкинговые сети связи

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Устройство компьютера

29 Августа 2013