Вопрос 34. Шинная организация эвм.
Устройство управления обеспечивает управление всех остальных устройств ЭВМ и их управление.
Внутренняя память предназначена для хранения программ и данных, состоит из ячеек, каждая имеет свой номер, по которому к ней можно обратиться.
Внешняя память предназначена для хранения больших объёмов информации, которая для непосредственного использования недоступна.
Устройство ввода служит для введения данных и программ. Обеспечивает считывание с определённых носителей информации, ее представление в форме электрических сигналов, воспринимаемых устройствами ЭВМ.
Устройство вывода используется для представления результатов работы в нужном виде. При необходимости обеспечивает передачу управляющего сигнала на исполнительные механизмы управляемого объекта.
Шины используются для передачи информации из одного устройства в другое.
Содержимое внутренней памяти разделяется на команды и данные.
Когда команда считываются из памяти, она поступает в устройство управления, которое анализирует команду, определяет необходимые действия и выполняет их.
Пр. считать данные из памяти в АЛУ, выполнить определенную арифметическую операцию и записать результат обратно в память. Существуют 4-х, 3-х, 2-х, 1-0 и безадресные команды.
|
КОП Код операции |
Адр 1 |
Адр 2 |
Адр 3 |
Адр 4 |
|
КОП |
Адр 1 |
Адр 2 |
Адр 3 |
|
КОП |
Адр 1 |
Адр 2 |
|
КОП |
Адр 1 |
|
КОП |
|
КОП |
регистры |
Вначале рассмотрим четырехадресные команды.
Соединение блоков ЭВМ осуществляется при помощи шин.
Шиной называется совокупность электрических проводников, по которым передаются данные от одного блока к другому.
К
Внутренняя память
Процессор Устройства внешней
памяти Контроллеры устройств У/О
Контроллер У/О
ак
правило, ЭВМ построены по принципу
единой шины, к которой присоединены все
устройства.
Шина данных
Шина адреса
Шина управления
Единую шину принято разделять на 3: шину данных, по которой передаются данные между блоками, шину адреса, на которую выставляются адреса нужных ячеек памяти или устройств и шину управления, по которой передаются управляющие сигналы.
Устройство внешней памяти и ввода-вывода подключаются к шине через контроллеры, которые непосредственно управляют работой этих устройств. Каждый контроллер имеет свой адрес или диапазон адресов, по которым к нему можно обратиться.
Адреса разных контроллеров не совпадают, но они могут совпадать с ячейками внутренней памяти.
Основной принцип работы ЭВМ с общей шиной заключается в том, что в каждый момент времени к шине может быть подключено только два устройства: одно передающее данные, другое принимающее, причем одно из устройств является инициатором обмена (ведущим), второе (ведомым).
Для указания с каким именно ведомым устройством требуется осуществить обмен ведущее устройство использует шины адреса и управления.
Имеется три способа обмена данными:
программно-управляемый (ПУО), инициатором всегда является процессор и обмен осуществляется в несколько шагов.
На шину управления поступает сигнал, которым будет осуществляться управление внутренней или внешней памятью. На шине адреса выставляется адрес необходимой ячейки внутренней памяти или контроллера внешнего устройства.
На шине управления выставляется сигнал, определяющий направление обмена в процессор или из него.
На шине управления выставляется сигнал готовности к обмену.
По шине данных передаются данные.
Обмен по прерыванию.
Внешнее устройство при помощи специального сигнала на шине управления - сигнала запроса на прерывание информирует процессор от необходимости осуществить обмен данными. Такие прерывания называют аппаратными. При этом процессор прерывает выполнение текущей программы, выполняет обмен и затем возвращается к выполнению прерванной программы.
Существуют также программные прерывания, выполняемые специальными командами.