Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Архив1 / docx57 / Королевская (2)

.docx
Скачиваний:
20
Добавлен:
01.08.2013
Размер:
33.45 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

Кафедра вычислительной техники

Курсовая работа

по дисциплине «Организация ЭВМ»

Факультет: АВТ Преподаватель:

Группа: АМ-610 Гребенников В. Ф.

Студентка: Королевская В.Е.

Новосибирск, 2009

  1. Цель работы

Углубление и закрепление теоретических знаний, приобретение навыков разработки узлов ЭВМ на структурном, функциональном и алгоритмическом уровнях, оформления технической документации.

Курсовой проект посвящен разработке структурной схемы гипотетической ЭВМ, функциональной схемы и алгоритма работы конкретного блока, входящего в состав этой ЭВМ.

  1. Исходные данные

Общие исходные данные определяют минимальный состав проектируемой ЭВМ и ее основные параметры. В состав ЭВМ входят следующие блоки:

  • центральное обрабатывающее устройство (ЦОУ);

  • микропрограммное устройство управления (УУ);

  • оперативная память (ОП);

  • блок синхронизации (БС);

  • система прерывания программ (СПП);

  • таймер;

  • система ввода-вывода (СВВ);

  • монитор, клавиатура, мышь;

  • НГМД;

  • «Винчестер».

Основные параметры ЭВМ:

  • адресность ЭВМ - двухадресная;

  • длина команды - переменная.

Разрядность ЭВМ и минимальный объем оперативной памяти выбираются самостоятельно, но должны удовлетворять следующим ограничениям:

  • разрядность - не менее 16;

  • емкость ОП - не менее 1 Mбайт.

Индивидуальные данные:

Структура: трехшинная

Сопроцессор: адресный

Система прерываний: цепочечная макро

КЭШ: команд и данных

ОП: многоблочная

Ввод - вывод: по прерыванию

Контроль: по Хеммингу

Блок: адресных сопроцессоров.

  1. Описание структуры ЭВМ

    1. Организация ЭВМ

Организация ЭВМ в соответствии с индивидуальным заданием техшинная:

  • DB (шина данных) – обеспечивает обмен данными между всеми основными блоками ЭВМ, 32 разряда;

  • АВ (шина адреса) – используется для задания адреса памяти. Им может быть как адрес в ОЗУ, ПЗУ, так и адрес видеопамяти контроллера монитора – 32 разряда;

  • СВ (шина управления) – по ней осуществляется передача сигналов управления между блоками ЭВМ.

Данная структура обеспечивает 3 вида передачи данных:

  • процессор ↔ память;

  • процессор ↔ интерфейс;

  • память ↔ интерфейс.

В первых двух случаях передачей данных управляет процессор. Память и интерфейс по управляющему сигналу от процессора осуществляют передачу данных.

    1. Центральный процессор

Процессор является основным блоком ЭВМ и в его состав входят:

  • ОБ (операционный блок);

  • МУУ (микропрограммное устройство управления).

В состав ОБ входят:

  • регистровое ЗУ (РЗУ);

  • арифметико-логическое устройство (АЛУ);

  • статусный регистр;

  • средства связи и внешней шиной адрес/данные;

В состав МУУ входят:

  • Регистр команд;

  • Преобразователь начального адреса (ПНА);

  • Секвенсер микрокоманд;

  • Микропрограммная память (ММП);

  • Регистр микрокоманд.

Код операции из регистра команд поступает на ПНА. Преобразованный адрес с ПНА идет на секвенсор. Секвенсор выбирает источник адреса и выдает его на вход МПП. На выходах последней появляется микрокоманда и фиксируется в регистре микрокоманд. В момент, когда микрокоманда начинает выполняться, секвенсор формирует адрес следующей микрокоманды.

На границе инструкций контроллер прерываний при активном состоянии линии запросов на прерывание выдает инструкцию вызова прерываний. Далее все штатным образом: выполняется микропроцедура обработки прерывания, которая сохраняет словосостояние процессора, активирует подтверждение прерывания, получат вектор процессора, выполняет обработчик.

    1. Система прерываний

Прерывание можно охарактеризовать как автоматическое изменение в программе, вызванное условием или совокупностью условий, возникающих в некоторой части вычислительной системы. Для организации прерываний необходимы 2 части:

  • аппаратная;

  • программная.

Основные функции системы прерываний:

  • запоминание состояния прерываемой программы и осуществление перехода к прерывающей программе;

  • восстановление состояния прерванной программы и возврат к ней.

По заданию в разрабатываемой ЭВМ применяется цепочечная система прерываний с обработкой прерываний на макроуровне, т.е. на уровне команд по завершению исполнения микропрограммы, реализующей текущую команду.

В этой структуре предусмотрена своя линия запроса для каждого устройства. Структура с несколькими линиями запроса позволяет достичь наименьшего времени ответа, т.к. в ней устройство, пославшее запрос на прерывание, может быть сразу же идентифицировано. Эта структура позволяет сопоставить каждой линии запроса прерывания свой уровень приоритета и назначить соответствующую маску разрешения или запрета прерывания. Недостатками этой структуры является относительно большая ширина информационной шины и то обстоятельство, что каждый уровень приоритета может быть присвоен не более чем одному устройству.

При прерываниях на макроуровне время реакции определяется в основном длительностью выполнения одной команды.

При прерывании нужно запоминать все программно-доступные регистры общего назначения, регистр статуса, счетчик команд – слово состояния программы.

Соседние файлы в папке docx57