Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2021-03-18 | 99 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Основные принципы построения ЭВМ.
Ядро Внешние устройства
Машинные программы, исходные данные будут расположены в ОП(оперативной части).
Сами команды будут выполняться и обрабатываться в ЦП(центральном процессоре).
Устройства ввода/вывода: клавиатура, мышь, принтер и другие.
ВЗУ: винчестер, CD, дискеты и другие.
I. Связь ядра и внешних устройств:
1) канальный ввод/вывод:
Данные из Внешних устройств через канал поступают в ОП
2) общая шина:
3) радиальный ввод/вывод:
Для больших потоков информации вводится контроллер. Он управляет потоком информации.
II. Способ построения ядра:
1) мультипроцессорная вычислительная система:
С одной ОП работает несколько ЦП.
Ядро количество ЦП =n (n<10)
2) многомашинные комплексы:
ЭВМ 1 ЭВМ N
3) векторные системы:
4)спецпроцессоры.
Ориентированы на решение конкретных специальных задач.
Системы счисления, используемые в ЭВМ.
Системой счисления называется способ представления чисел посредством цифровых знаков или алфавита символов.
Различают позиционные и непозиционные системы счисления.
В позиционных системах счисления - значение цифры зависит от места расположения в числе (арабская система счисления): 3 30 300.
В непозиционных системах счисления значение цифры не зависит от места расположения в числе (римская система счисления): IV VI.
|
В ЭВМ используют только позиционные системы счисления.
Основанием системы счисления q – называется количество цифр, используемое в данной системе счисления. Например для десятичной системы счисления q=10: 0,…,9.
В ЭВМ используются системы счисления с основаниями:
q=2: 0,1;
q=8: 0,…,7;
q=16: 0,…,9,A,B,C,D,E,F.
Таблица соответствия чисел (от 0 до 15), представленных в двоичной, десятичной, шестнадцатеричной системах счисления.
q=10 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
q=2 | 0000 | 0001 | 0010 | 0011 | 0100 | 0101 | 0110 | 0111 | 1000 | 1001 | 1010 | 1011 | 1100 | 1101 | 1110 | 1111 |
q=16 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | A | B | C | D | E | F |
Где q – основание системы счисления.
Представление чисел в позиционной системе счисления.
Число в позиционной системе счисления можно представить в виде полинома:
X= аnqn + аn-1 qn-1+...+ а1q1 + а0q0 + а-1q-1 +...+ а-mq-m
где n + 1 - число цифр в целой части числа;
m – число цифр в дробной части числа;
q – основание системы счисления;
аi – любая из цифр для заданной системы счисления.
Пример:
Число 753,24 в десятичной системе счисления можно представить в виде:
7*102 + 5*101 + 3*100 + 2*10-1 + 4*10-2
Перевод чисел из двоичной(восьмеричной, шестнадцатеричной) системы счисления в десятичную систему счисления.
Для перевода необходимо представить число в виде полинома, в котором все числа выражены в десятичной системе счисления и выполнить действия в десятичной системе счисления.
Пример:
4 3 2 1 0
(1 0 1 1 0)2 – (?)10
(10110)2 = 1*24 + 0*23 + 1*22 + 1*21 + 0*20 = 16 + 4 = (22)10
Перевод чисел из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную.
Чтобы перевести число из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную необходимо каждую шестнадцатеричную цифру заменить двоичным эквивалентом.
(16,599)16 – (10110,010110011001)2
Дополнительный код.
Дополнительным кодом дробного двоичного числ а называется число, образованное по формуле:
|
Правило: Чтобы получить дополнительный код двоичного отрицательного числа необходимо в знаковый разряд поставить 1, все значащие разряды проинвертировать и к младшему разряду прибавить 1.
Это применимо как для целых так и для дробных чисел.
Пример:
А=5, В=4
|
|
1 1
1.1011 -5 дополнительный код 1.1100 -4 дополнительный код
Для положительных чисел прямой и дополнительный коды совпадают.
Правило: Чтобы выполнить алгебраическое суммирование двоичных чисел с использованием дополнительного кода, положительные числа представляются в прямом коде, отрицательные – в дополнительном, и производится суммирование кодов чисел включая знаковые разряды.
При возникновении 1 переноса из знакового разряда – она отбрасывается.
Если в знаковом разряде 1, значит результат отрицательный и представлен в дополнительном коде.
Чтобы получить прямой код результата необходимо в знаковом разряде оставить 1, значащие разряды проинвертировать, к младшему разряду прибавить 1.
Пример:
А-В
|
0.0101 +5 прямой код
0.0001 +1 прямой код
1
Если образовался “0” в знаковом разряде, то число получилось положительным и представлено в прямом коде, а если “1”, то это число отрицательное и представлено в дополнительном коде.
Пример:
В-А
|
1.1011 -5 дополнительный код
1.1111
Знаковый разряд результата равен 1. Из этого следует, что результат получился отрицательным и представлен в дополнительном коде. Прямой код результата равен:
|
1
1.0001 -1 прямой код
D – триггер задержки.
Таблица переходов.
t | t+1 |
D | q(t+1) |
0 | 0 |
1 | 1 |
|
|
JK – триггер универсальный.
Таблица переходов.
t | t+1 | |
J | K | |
0 | 0 | q(t) |
0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 |
1 | 1 | q(t) |
|
|
|
|
Регистры.
Регистр - устройство, предназначенное для хранения, приёма, выдачи машинных слов, а также рядов вспомогательных операций- например, сдвиг.
Регистр состоит из триггеров, число которых равно числу разрядов в машинном слове.
Дешифратор.
Дешифратором называется устройство, которое имеет n входов и m выходов, где m=2n. Дешифратор позволяет код, подаваемый на вход, преобразовывать в сигнал на одном из выходов, номер которого соответствует этому коду.
n=3 m=8
x0 1 0 y0
y1
x1 0 y2
.
x2 1 .
.
.
y7
на входе(101) – на у5 выходе будет 1
Пример:
000 y0=
001 y1=
010 y2=
111 ym-1=
Комбинационная схема.
y0
y1
|
y2
.
.
ym-1
Сумматор.
Сумматором называется устройство, которое предназначено для сложения кодов чисел без учёта знака.
Различают:
· одноразрядные сумматоры,
· многоразрядные сумматоры.
Одноразрядный сумматор предназначен для сложения разряда слагаемых и переноса из предыдущего разряда. В результате суммирования получается значение (разряд) суммы и перенос в следующий разряд.
Многоразрядный сумматор представляет собой комбинацию одноразрядных сумматоров.
ü Для суммирования кодов чисел с использованием последовательного кода используются одноразрядные сумматоры.
ü Для суммирования кодов чисел с использованием параллельного кода используются многоразрядные сумматоры.
Счётчики.
Счётчик – это устройство, которое предназначено для подсчётов чисел во входной последовательности.
Счётчики бывают:
· суммирующие - выполняют операцию сложения,
· вычитающие - выполняют операцию вычитания,
· реверсивные – выполняют операции и сложения, и вычитания.
Адресная память.
Оперативная (основная) память является представителем адресной памяти.
|
|
|
РАП – регистр адреса памяти.
РЧП – регистр числа памяти.
ЗМ – запоминающий массив.
ДШ – дешифратор.
Шириной выборки из оперативной памяти называется число байт информации, которую можно считать или записать за одно обращение к памяти.
Основные операции, которые производятся в адресной памяти, это чтение и запись.
Стековая память.
Вспомогательная память представляет стековую память.
Стек – это память, организованная по принципу «последний пришёл, первый ушёл»; память «магазинного» типа.
N
Указатель стека
Указатель стека = указатель стека – 1
|
|
|
0
адрес
Указатель стека всегда будет указывать на последнюю занятую ячейку. Писать можно только в верхнюю свободную ячейку. Нельзя считывать a, пока не считали все верхние ячейки до a (d, c, b). Информация считывается по указателю стека, а после считывания указатель стека уменьшается на 1.
|
Ассоциативная память.
|
|
РМ – регистр маски
РП – регистр признаков
| |||
|
На РП записывается некоторый код. Все ячейки в ЗМ проверяются на наличие кода, записанного на РП. И в тех ячейках, где содержимое ячейки совпало с кодом на РП, соответствующий разряд помечается на РО. На РМ устанавливается некоторый код маски, который позволяет замаскировать отдельные разряды на РП, которые в дальнейшем не будут участвовать в сравнении с содержимым ячеек ЗМ.
Устройство управления (УУ).
Предназначено для выработки управляющих сигналов, под воздействием которых выполняются команды ЭВМ.
По способу организации различают:
· микропрограммные УУ
· аппаратные УУ
Управляющие регистры (УР).
СчК (счётчик команд) – хранит адрес следующей выполняемой команды.
РК (регистр команд) – хранит текущую выполняемую команду.
Четырёхадресные команды.
А1 – адресная часть команды, в которой содержится информация об адресе первого операнда.
А2 – содержит информацию об адресе второго опранда.
А3 – содержит информацию об адресе, по которому должен быть помещён результат.
А4 – содержится информация об адресе следующей выполняемой команды.
Двухадресные команды.
|
|
|
Результат записываем либо по адресу А1, либо по адресу А2 (тогда этот операнд, на место которого будет записан результат, сотрётся, и нужна дополнительная команда, чтобы перезаписать этот операнд, если он понадобится для другой команды).
Одноадресные команды.
Регистр-аккумулятор добавляется в структуру ЦП. В него помещается второй операнд до выполнения одноадресной команды.
Безадресные команды.
|
z=c+b
c + b = z
ü
ü Самый оптимальный вариант – это двухадресные и трёхадресные команды.
Способы адресации.
Адресный код команды в полях Аi в большинстве случаев не совпадает с исполнительным адресом.
Под исполнительным адресом понимается физический адрес ячейки памяти, по которому хранится информация, или же по которому её необходимо записать.
1.
|
|
В адресном поле Аi хранится непосредственно исполнительный адрес.
Структурная схема.
|
|
|
адрес операнд АЛУ
РАП = РК (Аi)
РЧП = Чт (РАП)
РА = РЧП
2. Непосредственная адресация.
В адресном поле команды хранится операнд.
Структурная схема.
|
|
операнд АЛУ
РА = РК (Аi)
При непосредственной адресации можно только считывать операнд, но нельзя записывать результат на место Аi.
3. Косвенная адресация.
В адресном поле команды хранится адрес ячейки ОП, по которому находится адрес операнда (то есть адрес адреса).
Структурная схема.
|
адрес операнда
операнд АЛУ
РАП = РК (Аi) – подаём в память адрес адреса операнда.
РЧП = Чт (РАП) – получили адрес операнда.
РАП = РЧП
РЧП = Чт (РАП) – получили операнд.
РА = РЧП
4. Регистровая адресация.
В адресном поле команды указывается номер РОНа, в котором хранится операнд.
Структурная схема.
|
|
|
Номер РОНа операнд АЛУ
РОНы используются для сокращения времени доступа за операндами.
Микропрограмма выполнения двухадресной команды формата регистр-регистр (R-R). Структура операционной части ЦП.
Запись результата производится на место первого операнда.
ОП
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||
|
| |||||
+n
| |||||
Чт
|
РАРП – регистр адреса регистровой памяти
РЧРП – регистр числа регистровой памяти
1 этап. Выбор машинной команды.
РАП = СчК – адрес следующей выполняемой команды помещаем в память.
РЧП = Чт (РАП) – на РЧП прочитали команду.
РК = РЧП – передали команду на РК.
СчК = СчК + n – (n – это длина в байтах текущей выполняемой команды).
2 этап. Дешифрация.
3 этап. Формирование исполнительного адреса и выбор операндов.
РАРП = РК (R1) – подали номер РОНа, где хранится первый операнд.
РЧРП = Чт (РАРП) – выбрали первый операнд.
РА = РЧРП
РАРП = РК (R2)
РЧРП = Чт (РАРП) – выбрали второй операнд.
РВ = РЧРП
4 этап. Выполнение операций в АЛУ.
РС = РА оп РВ
5этап. Запись результата.
РАРП = РК (R1)
РЧРП = РС
Зп (РАРП) = РЧРП – записали результат в R1.
Выполнение команд безусловного перехода формата R-R.
|
|
|
М – маска.
R2 – кодируется номер РОНа, в котором хранится адрес перехода.
Go to L.
1 этап. Выбор машинной команды.
Аналогично.
2 этап. Дешифрация.
3 этап. Формирование исполнительного адреса и выбор операндов.
РАРП = РК (R2) – выбираем адрес перехода.
РЧРП = Чт (РАРП)
СчК = РЧРП – выбран адрес, по которому надо передать управление.
ОП
|
|
|
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!