- •1 Вузли обчислювальної техніки та мікропроцесорних систем.
- •2 Програмування мікропроцесорів фірми Intel.
- •1 Модуль
- •1 Обчислювальні та мікропроцесорні системи
- •1.1 Основні визначення
- •1.2 Принципи побудови та функціонування обчислювальних систем
- •1.2.1 Архітектура обчислювальних систем
- •1.2.2 Класифікація комп’ютерів (Для поглибленого вивчення)
- •1.3 Принципи побудови та функціонування мпс
- •1.4 Функціонування обчислювального пристрою
- •2 Операції над даними в обчислювальних системах
- •2.1 Подання даних в обчислювальних системах
- •2.2 Подання даних у кодах
- •2.3 Порозрядні операції над даними
- •3 Цифрові автомати
- •3.1 Визначення цифрових автоматів
- •3.2 Синтез логічних схем
- •3.3 Розробка ца
- •4 Типові пристрої обчислювальних систем (Для самостійного вивчення)
- •4.1 Суматори
- •4.2 Цифрові компаратори
- •4.3 Арифметично-логічний пристрій
- •4.4 Програмовані логічні інтегральні схеми (пліс)
- •5 Принципи побудування запам’ятовувальних пристроїв мпс з заданою організацією
- •5.1 Запам’ятовувальні пристрої мпс та їх класифікація
- •5.2 Постійні запам’ятовувальні пристрої
- •5.3 Оперативні запам’ятовувальні пристрої
- •5.4 Умовне позначення мікросхем пам’яті
- •5.5 Побудова блока запам’ятовувального пристрою мпс з заданою організацією
- •6 Інтерфейс
- •6.1 Організація інтерфейсів
- •6.2 Асинхронний послідовний адаптер rs-232-c
- •7 Мікропроцесори
- •7.1 Архітектура мікропроцесорів
- •7.2.1 Історична довідка про розвиток мікропроцесорів фірми Intel (Для самостійного вивчення)
- •7.2.2 Організація 16-розрядних мікропроцесорів
- •7.2.3 Програмна модель мп і8086
- •7.2.4 Режим переривань мп і8086
- •7.2.5 Організація 32-розрядних мікропроцесорів (Для самостійного вивчення)
- •7.3 Архітектура сучасних мікропроцесорів
- •7.3.1 Тенденції розвитку архітектури сучасних мікропроцесорів
- •7.3.2 Мікропроцесори Pentium
- •7.3.3 Процесори фірми amd
- •7.3.4 Продуктивність мікропроцесорів та її оцінювання
- •8 Використання сучасних мікропроцесорів
- •Список рекомендованої літератури
- •2 Модуль
- •9 Програмування мікропроцесорів фірми intel
- •9.1 Сегментування пам’яті мікропроцесорами
- •9.2 Способи адресування операндів мп фірми Intel
- •9.3 Мова програмування Асемблер-86
- •9.3.1 Формат команди
- •9.3.2 Команди пересилань
- •9.3.3 Команди перетворення даних мови Асемблер-86
- •Команди логічних операцій
- •9.3.4 Команди умовних та безумовних переходів
- •9.3.5 Команди організації циклів
- •9.4 Створення програм на мові Асемблер-86
- •9.4.1 Лінійні програми
- •9.4.2 Розгалужені програми
- •9.4.3 Циклічні програми
- •10 Програмна реалізація вузлів телекомунікаційного обладнання мовою асемблер-86
- •10.1 Способи реалізації алгоритмів
- •10.2 Розробка апаратно-програмних комплексів
- •10.3 Приклади реалізації простих вузлів телекомунікацій
- •10.3.1 Ініціалізація послідовного асинхронного адаптера rs-232-c
- •10.3.2 Фрагмент програми передавання даних через асинхронний адаптер rs-232-c
- •10.3.3 Фрагмент програми приймання даних через асинхронний адаптер rs-232-c
- •10.3.4 Приклад програми ініціалізації rs-232-c та введення-виведення даних, написаної у програмному середовищі turbo assembler (tasm)
- •10.3.5 Програмна реалізація генератора імпульсних послідовностей
- •10.3.6 Програмне вимірювання періоду імпульсної послідовності det
- •10.3.7 Програмна реалізація мультиплексора
- •Список рекомендованої літератури
1.2 Принципи побудови та функціонування обчислювальних систем
Вхідний контроль:
Які задачі розв’язують обчислювальні системи?
У чому різниця між поняттями “кількість інформації” та “обсяг даних”?
Які задачі розв’язують інформаційні системи?
1.2.1 Архітектура обчислювальних систем
За архітектурою обчислювальні системи поділяються на однорідні та неоднорідні.
Однорідні обчислювальні системи побудовані на базі однотипних комп’ютерів або процесорів. Вони використовують стандартні набори технічних, програмних засобів, стандартні протоколи сполучення пристроїв.
Неоднорідні обчислювальні системи мають у своєму складі різні типи комп’ютерів або процесорів, і при побудові такої системи треба враховувати їхні різні технічні та функціональні характеристики, що ускладнює їх створення та обслуговування. Прикладом неоднорідної інформаційно-обчислювальної системи є мережа Інтернет.
Обчислювальні системи працюють у двох режимах – оперативному та неоперативному.
Оперативні системи працюють у реальному масштабі часу, в них реалізується оперативний режим обміну інформацією – відповіді на запитання надходять негайно.
У неоперативних системах можливий режим затриманої відповіді, коли результати запиту можна отримати з затримкою.
Розрізняють обчислювальні системи з централізованим та децентралізованим керуванням. У першому випадку керування виконує окремий комп’ютер або процесор, у другому – кожний компонент може брати керування на себе і вони є рівноправні.
Обчислювальні системи можуть бути розподіленими територіально, зосередженими, структурно однорівневими, тобто мати один загальний рівень обробки даних, та багаторівневими, ієрархічними структурами; у ієрархічних структурах комп’ютери або процесори розподілені за різними рівнями оброблення інформації і кожний з них може ініціалізуватись для виконання певних функцій.
За способом організації оброблення даних багатопроцесорні системи можуть бути магістральними (конвеєрними), векторними або матричними.
У конвеєрних багатопроцесорних системах кожен процесор одночасно виконує різні операції над послідовним потоком оброблюваних даних. За прийнятою класифікацією такі системи є системами з множинним потоком команд та поодиноким потоком даних (МКПД) – Multiple Instruction Single Data, MISD. Структура MISD показана на рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Конвеєрна багатопроцесорна система
(множинний потік команд та поодинокий потік даних)
У векторних багатопроцесорних системах усі процесори одночасно виконують одну команду над різними даними – поодинокий потік команд з множинним потоком даних (ПКМД) – Single Instruction Multiple Data, SIMD. Структура SIMD показана на рис. 1.2. Принцип SIMD використовується також для підвищення продуктивності мікропроцесорів – суперскалярні (векторні) МП Pentium III, Pentium 4, Power PC тощо.
Рисунок 1.2 – Векторна багатопроцесорна система
(поодинокий потік команд та множинний потік даних)
У матричних багатопроцесорних системах кожний мікропроцесор одночасно виконує різні операції над послідовними потоками оброблюваних даних – множинний потік команд з множинним потоком даних (МКМД) – Multiple Instruction Multiple Data, MIMD. Структура MIMD показана на рис. 1.3.
Структура однопроцесорної системи (ПКПД) – Single Instruction Single Data, SISD показана на рис. 1.4.
Рисунок 1.3 – Матрична багатопроцесорна система
(множинні потоки команд та даних)
Рисунок 1.4 – Однопроцесорна система
(поодинокі потоки команд та даних)
Контрольні запитання:
Що є архітектурою обчислювальних систем?
Які режими обчислювальних систем Ви знаєте?
Які різновиди багатопроцесорних систем Ви знаєте?
Контрольні запитання підвищеної складності:
За яким принципом працює конвеєрна багатопроцесорна система?
За яким принципом працює векторна багатопроцесорна система?
За яким принципом працює матрична багатопроцесорна система?