Архитектура памяти

Память присутствует в любой МПС. В памяти хранится информация, которая представлена данными и командами.

Первый тип архитектуры: неймановская архитектура (формат данных и команд одинаков). Обычно применяется в ПК. Пространство памяти одно, разрядность CS- и DS-сегментов одинакова.

Второй тип архитектуры: гарвардская архитектура (разделение области памяти для команд и данных, разная кодировка). Обычно применяется в МК устройствах.

Преимущества: область команд можно сделать энергонезависимой (можно программировать МК автономно, не программируя по новой).

Регистр команд

Регистровый сегмент – это набор регистров для временного хранения данных. Эти регистры могут находится внутри процессора для ускорения выполнения программ.

Регистровый сегмент в современном процессоре является КЭШ-памятью.

Программный счётчик

Программный счётчик (PC) определяет последовательность выполнения команд. Программный счётчик не является частью памяти данных.

Архитектура ввода-вывода

Ввод-вывод бывает:

изолированный

совмещённый

Изолированный. Это набор регистров, для которых выделяется своё адресное пространство.

Существуют специальные команды, предназначенные для работы с портами ввода-вывода.

Совмещённый. Часть ячеек памяти является не памятью, а регистрами.

К портам ввода-вывода происходит обращение как к ячейкам памяти.

Для вывода необходимо указывать выход и адрес.

Организация памяти

Каждая ячейка памяти имеет свой номер и некоторую разрядность.

									2^m-1, m–разрядность адреса
Область памяти									…
									…
									1
7	6	5	4	3	2	1	0		0 – нулевая ячейка памяти
n - разрядность данных (ячеек памяти)

Для I8080: n=8, m=16 (2¹⁶= 65536). Используется 2¹⁰≈1000, хотя на самом деле 2¹⁰=1024.

Поэтому 2¹⁶=2⁶∙ 2¹⁰=64 кбайт.

Для I8086:, m=20.

Для МК: n=8, 16.

Программы – упорядоченные последовательности команд и данных, хранящиеся в памяти.

Команда – функционально завершённое элементарное действие.

Команды определяются следующими атрибутами:

• типом данных;

• источником получения (данные из регистровой области, устройства ввода-вывода и т.д.);

• операциями над данными;

• приёмником результата;

• источником получения следующей команды (указывает, откуда нужно брать следующую команду).

Чтобы не реализовывать последнее используется программный счётчик PC (специальный регистровый сегмент), который показывает, какую программу надо выполнять следующей.

Пример:

MOV A, 20Н ; 20 – адрес по которому берутся данные

INR A ;

MOV 20Н, A

Задача ЦП: осуществлять ввод, обработку и вывод информации.

В общей памяти выделяются регистры ввода-вывода:

0÷1F – память;

20÷2F – обращение к регистру.

В изолированном вводе-выводе своя изолированная область памяти

Область памяти									2^k-1, k–разрядность адреса для устройств ввода-вывода
									…
									…
7	6	5	4	3	2	1	0		0

Чтобы адреса не пересекались, используют разные команды.

Пример для I8080:

STA 80H ; запись

OUT 80H ; вывод

Команды представляются в виде 0 и 1. Каждой команде поставлен в соответствие мнемокод (мнемоническое обозначение).