Курсова робота на тему: «МІКРОПРОЦЕСОРИ»

Вступ    2

1. Структурна схема та принципи роботи сучасного
комп’ютера.    5

1.1 Принцип виконуваної програми    5

1.2 Архітектура комп’ютера    7

1.3 Основні напрями вдосконалення архітектури сучасних обчислювальних систем    9

1.4 Загальна структура мікропроцесорної системи    12

1.5 З історії. Технологічний процес виготовлення    15

2. Процессор    18

2.1 Принципи функціонування процессора    18

2.2 Управління пристроями    19

2.3 Мікропроцесори. Приклад організації циклічного
виконання операцій    20

2.4 Конвеєризація обчислень та багатоядерні МП    29

2.5 Система команд мікропроцесорів    31

2.6 Багатопроцесорні МПС    33

Висновок    34

Список використаної літератури    35

ВСТУП

 

Перший комп’ютер IBM PC було виготовлено в 1981 році фірмою IBM (International Businness Machines Corporation). З появою нових електронних компонентів та вдосконаленням вже існуючих в подальшому розроблялися і розробляються до тепер нові моделі ПК, які є програмно і по можливості апаратно сумісними з уже існуючими моделями.

Комп’ютер здійснює обробку інформації, яка знаходиться в його пам’яті, під керуванням попередньо завантаженої до пам’яті програми. Програмою є набір (послідовність) команд мікропроцесора, які відповідним чином формалізовані (представлені у зрозумілій для мікропроцесора формі).

Представлення та перетворення інформації в електронно-обчислювальних машинах (ЕОМ) реалізуються шляхом керування значеннями одного або декількох електричних параметрів (таких, як напруга, сила струму, частота…), найзручнішим методом в цьому плані є маніпулювання напругою. Комп’ютер є цифровим (дискретним) приладом, що означає використання лише певних, конкретно визначених значень напруги для представлення інформації. Найрозповсюдженішим (майже стандартним) випадком є використання лише двох рівнів напруги – високого (high) та низького (low), що зумовлено простотою проектування та виготовлення електронних компонентів, які можуть відображати обидва зазначені рівні.

Необхідність використання лише двох рівнів напруги зумовило потребу розробки правил запису чисел, які дозволяли б маніпулювати останніми, використовуючи лише два зазначених стани електронних компонентів. В результаті при представленні чисел прийнято використовувати набір лише двох цифр – 0 та 1, які, відповідно відображаються низьким та високим рівнями напруги. Такий набір цифр та правил їх використання для представлення чисел прийнято називати системою числення, назва системи числення визначається загальною кількістю використовуваних нею цифр, яку називають основою системи числення.

Одиницею інформації в комп’ютері є біт, який може містити число, величина якого еквівалентна значенню однієї двійкової цифри – 0 або 1. Один біт не може забезпечувати представлення великої кількості чисел, тому для представлення чисел довільної величини використовуються групи з 8 біт – байт (Byte), 16 біт – машинне слово (Word) або 32 біт – подвійне машинне слово (Double Word). Комп’ютер може маніпулювати інформацією на рівні байтів, та окремих бітів.

Числа в комп’ютері використовуються для представлення інформації будь-якого типу (числові величини, текст, графічні зображення, аудіо (музичні) дані. Наприклад, для представлення текстових даних, кожному графічному символу ставиться у відповідність двійкове числове, значення, розмірністю 1 байт – так званий код ASCII; для графічних зображень характерним є наявність трьох числових складових, які описують одну дискретну точку зображення; аудіоінформація також представлена декількома числами, які відповідним чином кодують частоту звучання, гучність і т.п.

Цілком зрозуміло, що постійне розширення та ускладнення кола задач, що вирішуються за допомогою засобів обчислювальної техніки – як універсальних, так і спеціалізованих – потребує постійного підвищення продуктивності (швидкодії) МП і МПС різноманітного призначення. До основних напрямків підвищення продуктивності МП та МПС можна віднести наступне:

1. Вдосконалення існуючих архітектур МП та МПС, сучасної елементної бази обчислювальної техніки.

2. Розробка принципово нових архітектур МП та МПС, що базуються на нетрадиційних методах організації обчислень та використанні нової елементної бази.

В подальшому розглянемо методи та способи підвищення продуктивності МП та МПС, що можуть бути віднесені до першого напрямку. Вдосконалення сучасної кремній-напівпровідникової елементної бази обчислювальної техніки відбувається, головним чином, у напрямку зменшення розмірів базових транзисторних ключів, що надає можливість підвищення ступеню інтеграції мікросхем та підвищення тактової частоти вузлів МП та МПС.

1. СТРУКТУРНА СХЕМА ТА ПРИНЦИПИ РОБОТИ СУЧАСНОГО КОМПЮ’ТЕРА

1.1 ПРИНЦИП ВИКОНУВАНОЇ ПРОГРАМИ

 

    Концепція комп’ютера базується на принципі виконуваної програми і може бути сформульована наступним висловлюванням: «прилад, який може маніпулювати даними у відповідності із заданою послідовністю інструкцій». Для збереження даних та послідовності інструкцій зазначений принцип передбачає наявність спеціального функціонального блоку – оперативної пам’яті. Для виконання інструкцій призначена спеціальна електронна схема – процесор (мікропроцесор). Кожна інструкція фактично є однією із множини виконуваних мікропроцесором команд, які становлять його операційний ресурс (систему команд). Операційний ресурс сучасних мікропроцесорів становить 100 – 400 команд.

    Процес вирішення завдання фактично є описом послідовності елементарних дій над даними, реалізація яких приводить до необхідного результату. Такий опис називається алгоритмом, а його реалізація в термінах системи команд мікропроцесора – програмою.

Процес виконання програми є послідовністю процесів виконання мікропроцесором кожної інструкції (команди) програми. Команди виконуються послідовно, в порядку їх розміщення в оперативній пам’яті; зміна послідовності виконання команд реалізується спеціальними інструкціями (командами переходів), тобто процес виконання програми регулюється самою програмою, а не мікропроцесором. Виконання кожної команди умовно поділяється на чотири

етапи (рис. 1.1), а сам машинний код команди в пам’яті має жорстко визначений формат ( рис. 1.2).

Команди програми розміщуються в пам’яті послідовно, займаючи суміжні комірки пам’яті; розмір пам’яті, необхідний для збереження коду команди, залежить від самої команди і, як правило, складає 1 – 15 байт.

Перший байт машинного коду команди називається кодом операції і присутній завжди; всі інші байти можуть бути присутніми або відсутніми в залежності від команди.

        

    

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

Mikroprocesory (550.5 KiB, Завантажень: 4)

Сторінка: 1 2 3 4 5 6 7 8 9
завантаження...
WordPress: 23.92MB | MySQL:26 | 0,483sec