Тема- Процесор системна шина
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Лабораторна робота №6
Тема: Процесор системна шина.
Мета: Ознайомитись з логічними пристроями процесора.
Теоретичні відомості
Для виконання програми процесор по одній вибирає команди з пам'яті й виконує обумовлені ними дії. Команди вибираються з послідовних адрес пам'яті, поки не зустрінеться команда переходу або розгалуження. Для цього в лічильнику команд, PC, відслідковується адреса черговий підлягаючому виконанню команди. Після вибірки цієї команди вміст регістра PC обновляється, щоб він указував на наступну команду в пам'яті в порядку розташування адрес. Команда розгалуження може завантажити в PC іншу адресу.
Ще одним найважливішим регістром процесора, пов'язаним з виконанням команд, є регістр команди, IR. Припустимо, що кожна команда має довжину 4 байти й зберігається в одному слові пам'яті. Для її виконання процесор повинен зробити наступні кроки.
1. Вибрати з пам'яті слово, на яке вказує PC. Уміст цього слова інтерпретується як команда й завантажується в регістр IR. Символічно це можна записати так:
IR< [[PC]]
2. Якщо пам'ять адресується побайтово, варто збільшити вміст регістра PC на 4:
PC < [PC] + 4
3. Виконати дії, обумовлені командою, що перебуває в IR.
Якщо команда займає більше одного слова, кроки 1 і 2 повторюються стільки разів, скільки потрібно для вибірки всієї команди.
Ці два кроки звичайно називають фазою вибірки, а крок 3 становить фазу виконання.
Для детального вивчення зазначених операцій нам насамперед потрібно проаналізувати внутрішню структуру процесора. Головні його блоки представлені на мал. 8.1. Їхня організація й зв'язки між ними, можуть бути різними. Ми почнемо з найпростішої організації. На мал. 8.1 показана архітектура процесора, при якій АЛУ і всі регістри з'єднані однією загальною шиною. Це внутрішня шина процесора, не слід плутати із зовнішньою шиною, що з'єднує процесор з основною пам'яттю й пристроями вводу-виводу.
Лінії даних і адреси зовнішньої шини пам'яті на мал. 8.1 з'єднані із внутрішньою шиною процесора через регістр дані пам'яті, MDR, і регістр адреси пам'яті, MAR. У регістра MDR є два входи й два виходи. Дані можуть завантажуватися в нього або із зовнішньої шини пам'яті, або із внутрішньої шини процесора. Зберігаються в MDR дані також можуть бути поміщені на кожну із цих шин. Вхід регістра MAR з'єднаний із внутрішньою шиною, а його вихід - із зовнішньою. Керуючі лінії шини пам'яті з'єднані з дешифратором команди й керуючим логічним блоком. Цей пристрій відповідає за видачу сигналів, які управляють роботою всіх пристроїв усередині процесора й взаємодією із шиною пам'яті.
Кількість регістрів процесора з іменами від R0 до R(n-l) у різних процесорах може бути зовсім різним. Це регістри загального призначення, використовувані програмістами для потреб програм. Деякі з них можуть бути виділені як регістри спеціального призначення, наприклад як індексні регістри або покажчики стека. Три показаних на мал. 8.1 регістра — Y, Z і TEMP — ми ще не згадували. Ці регістри прозорі для програміста — про їх не потрібно думати, оскільки в командах вони ніколи явно не вказуються й використаються процесором для тимчасового зберігання інформації в ході виконання деяких команд. Регістри Y, Z і TEMP не призначені для зберігання даних, сгенерованих однією командою, для наступного застосування іншою командою. На вхід А MUX подає або вихідний сигнал регістра Y, або константу 4. Константа 4, як ви розумієте, збільшує вміст лічильника команд. Два можливих значення керуючого входу мультиплексора, що визначають вибір константи 4 або регістри Y, ми будемо позначати як Select4 і Select.
У ході виконання команди дані пересилаються з одного регістра в інший і в процесі обробки часто попадають в АЛУ, де над ними виконуються арифметичні або логічні операції. Дешифратор команди й керуючий логічний блок відповідають за визначення й виконання дій, заданих командою, що завантажена в регістр IR. Дешифратор генерує керуючі сигнали, необхідні для вибору регістрів, що беруть участь у виконанні заданої команди, і управляє даними. Регістри, АЛУ й внутрішня шина процесора разом узяті становлять тракт даних (datapath).
Процес виконання команди - це не що інше, за малим виключенням, як реалізація в певній послідовності однієї або декількох з перерахованих нижче операцій:
- пересилання слова даних з одного регістра процесора в інший регістр або в АЛУ;
- виконання арифметичної або логічної операції й збереження результату в регістрі процесора;
- вибірка вмісту заданої адреси пам'яті й завантаження його в регістр процесора;
- збереження слова даних з регістра процесора по заданій адресі основної пам'яті.
Рис. 8.1. Організація тракту даних усередині процесора з єдиною шиною
|
Алгебра логіки — це математичний апарат, за допомогою якого записують, обчислюють, спрощують і перетворюють логічні висловлення. |
|
Логічне висловлення — це будь яке оповідальне сполучення, у відношенні якого можливо oднoзначнo сказати, істина або лож. |
Алгебра логіки розглядає будь-яке висловлення тільки з однієї точки зору — чи є воно істинним або помилковим. Помітимо, що найчастіше важко встановити істинність висловлення. Так, наприклад, висловлення “площа поверхні Індійського океану дорівнює 75 млн кв. км” в одній ситуації можна порахувати помилковим, а в іншій — істинним. Помилковим - тому що зазначене значення неточне й взагалі не є постійним. Істинним - якщо розглядати його як деяке наближення, прийнятне на практиці.
За допомогою логічних змінних і символів логічних операцій будь-яке висловлення можна формалізувати, тобто замінити логічною формулою.
Деякі формули приймають значення “істина” при будь-яких значеннях істинності вхідних у них змінних. Такою буде формула, що відповідає висловленню “Цей трикутник прямокутний або косокутний”. Ця формула істина й тоді, коли трикутник прямокутний, і тоді, коли трикутник не прямокутний. Такі формули називаються тотожно істинними формулами або тавтологіями. Висловлення, які формалізуються тавтологіями, називаються логічно істинними висловленнями.
Як інший приклад розглянемо формулу, що відповідає, наприклад, висловленню “Катя найвища дівчинка в класі, і в класі є дівчинки вище Каті”. Очевидно, що ця формула помилкова. Такі формули називаються тотожно помилковими формулами або протиріччями. Висловлення, які формалізуються протиріччями, називаються логічно помилковими висловленнями.
Рівносильність двох формул алгебри логіки позначається символом “=”. Заміна формули іншої, їй рівносильної, називається рівносильним перетворенням даної формули.
Математичний апарат алгебри логіки дуже зручний для опису того, як функціонують апаратні засоби комп'ютера, оскільки основною системою числення в комп'ютері є двійкова, у якій використаються цифри 1 і 0, а значень логічних змінних теж два: “1” і “0”.
Із цього два висновки:
- ті самі пристрої комп'ютера можуть застосовуватися для обробки й зберігання як числової інформації, представленої у двійковій системі числення, так і логічних змінних;
- на етапі конструювання апаратних засобів алгебра логіки дозволяє значно спростити логічні функції, що описують функціонування схем комп'ютера, і, отже, зменшити число елементарних логічних елементів.
Практична частина:
1. Оформити в зошиті лабораторну роботу.
2. Стисло законспектувати основні поняття.
3. Відповісти на питання.
4. Захист роботи.
Питання для самоконтролю
1. Що таке алгебра логіки?
2. Що ж таке логічне висловлення?
3. Який зв'язок між алгеброю логіки й двійковим кодуванням?
4. У якому виді записуються в пам'яті комп'ютера й у регістрах процесора дані й команди?
2. 00 1Отвар трав с медом и соком лимона или ~ сок виноградный с добавлением лимонного сока; ~ гранатовый со
3. реферат Виконала Поліщук Світлана Михайлівна студентка групи ФУРб 1104
4. РЕФЕРАТ дисертація на здобуття наукового ступеня кан
5. Тема 2. Візуальні мистецтва
6. Историческое развитие философии
7. Теория процентов
8. Основные подходы в изучении инновации
9. таки вынужден работать надо запомнить 6 основных правил поведения в сильный мороз
10. Проектирование ракетного двигателя первой ступени двухступенчатой баллистической ракеты
11. Православная инквизиция в России Е
12. нульовий елемент що є за визначенням порожнім списком
13. Литва
14. Тема 1. АЛЬТЕРНАТИВНАЯ СТОИМОСТЬ ПРИНЦИП СРАВНИТЕЛЬНОГО ПРЕИМУЩЕСТВА
15. Противопожарная безопасность жилых зданий
16. стоматолог Ассистентруководитель г
17. тема педагогического общения и ее элементы
18. тема його форм в яких містяться корпоративні норми
19. Реферат- Развитие ключевых компетентностей будущих педагогов профессионального обучения как педагогическая проблема
20. Использование программы Access в книжном магазине