Практическая работа №3. Практическая работа. Практическая работа 3 Тема Устройство управления, арифметикологическое устройство
 Скачать 376.8 Kb.
|
|
Практическая работа №3 Тема: Устройство управления, арифметико-логическое устройство, микропроцессорная память: назначение, упрощенные функциональные схемы Цель занятия: обобщение, систематизация, углубление, закрепление полученных теоретических знаний обустройстве управления, арифметико-логическом устройстве, микропроцессорной памяти, развитие интеллектуальных аналитических умений. Основные требования по технике безопасности при выполнении практической работы: изучить правила техники безопасности, руководствоваться ими и обеспечить их строгое соблюдение при проведении учебного процесса Краткие теоретические сведения, необходимые для выполнения практической работы: Микропроцессор - функциональный блок микросхем техники, предназначенный для цифровой обработки информации и управления ходом этой обработки на основе кодов команд программы, считываемых из запоминающих устройств. Основные составляющие микропроцессора: - арифметико-логическое устройство (АЛУ); - регистры данных; - устройство управления. Арифметико-логическое устройство (АЛУ)предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации. В зависимости от вида выполняемой операции АЛУ оперирует одним или двумя словами и в своем составе имеет: - четырехразрядные сумматоры – вычитатели; - логические элементы для выполнения операций: логического умножения, логического сложения, инверсии, исключающее ИЛИ и т.д.; - два входных порта, один выходной порт, которые являются буферными реги- страми, способным хранить одно слово данных. Два входных порта позволяют АЛУ принимать данные с внутренней шины данных микропроцессора, или из аккумулятора (специального регистра). Выходной порт служит для пересылки данных в аккумулятор. Основные операции АЛУ: сложение, вычитание, И, ИЛИ, исключающее ИЛИ, инверсия, сдвиг вправо, сдвиг влево, приращение положительное, приращение отрицательное. АЛУ производятся в виде микросхем с числом разрядов: 4, 6, 8, 16. Чаще всего используются восьмиразрядные АЛУ, которые имеют 8 входов для первого слова, 8 входов для второго слова и 8 выходов, подключенных к восьми проводной шине. Функционально АЛУ (рис. 1) состоит обычно из двух регистров, сумматора и схем управления (местного устройства управления). Рисунок 1- Функциональная схема АЛУ Сумматор - вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов; сумматор имеет разрядность двойного машинного слова. Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины: регистр 1 (Рг1) имеет разрядность двойного слова, а регистр 2 (Рг2) - разрядность слова. При выполнении операций в Рг1 помещается первое число, участвующее в операции, а по завершении операции - результат; в Рг2 - второе число, участвующее в операции (по завершении операции информация в нем не изменяется). Регистр 1 может и принимать информацию с кодовых шин данных, выдавать информацию на них, регистр 2 только получает информацию с этих шин. Схемы управления принимают по кодовым шинам инструкций управляющие сигналы от устройства управления и преобразуют их в сигналы для управления работой регистров и сумматора АЛУ. Устройство управления является функционально наиболее сложным устройством ПК. Оно вырабатывает управляющие сигналы, поступающие по кодовым шинам инструкций во все блоки машины. Упрощенная функциональная схема УУ показана на рисунке 2. Рисунок 2 - Упрощенная функциональная схема УУ Регистр команд - запоминающий регистр, в котором хранится код команды: код выполняемой операции и адреса операндов, участвующих в операции. Регистр команд расположен в интерфейсной части МП, в блоке регистров команд. Дешифратор операций - логический блок, выбирающий в соответствии с поступающим из регистра команд кодом операции (КОП) один из множества имеющихся у него выходов. Постоянное запоминающее устройство микропрограмм - хранит в своих ячейках управляющие сигналы (импульсы), необходимые для выполнения в блоках ПК операций обработки информации. Импульс по выбранному дешифратором операций в соответствии с кодом операции считывает из ПЗУ микропрограмм необходимую последовательность управляющих сигналов. Узел формирования адреса (находится в интерфейсной части МП) - устройство, вычисляющее полный адрес ячейки памяти (регистра) по реквизитам, поступающим из регистра команд и регистров МПП. Кодовые шины данных, адреса и инструкций - часть внутренней интерфейсной шины микропроцессора. Микропроцессорная память - память небольшой емкости, но чрезвычайно высокого быстродействия (время обращения к МПП, т.е. время, необходимое на поиск, запись или считывание информации из этой памяти, измеряется наносекундами - тысячными долями микросекунды).Она предназначена для кратковременного хранения, записи и выдачи информации, непосредственно в ближайшие такты работы машины участвующей в вычислениях, МПП используется для обеспечения высокого быстродействия машины, ибо основная память не всегда обеспечивает скорость записи, поиска и считывания информации, необходимую для эффективной работы быстродействующего микропроцессора. Схема мультипроцессорной памяти представлена на рисунке 3. Рисунок 3 - Схема мультипроцессорной памяти Задание к практической работе: Задание 1. Представьте в виде таблицы основные определения по теме работы Таблица 1- Основные определения Наименование Определение 1. Микропроцессор 2. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) 3. Устройство управления 4. Микропроцессорная память 5. Сумматор 6. Регистр команд 7. Дешифратор операций 8. Узел формирования адреса Задание 2.Составьте функциональную схему АЛУ и опишите её составляющие Задание 3.Составьтеупрощенную функциональную схему устройства управления Задание 4. Составьте схему мультипроцессорной памяти и опишите её составляющие КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ: 1. Что такое микропроцессорная память? 2. Что такое арифметико-логическое устройство? |