Билеты МПС. МПС. Сформулируйте понятие Архитектура микропроцессорной системы (мпс). Дайте определение понятию Архитектура микропроцессора, перечислите основные элементы мп и их назначение. (1 1 1 1)
 Скачать 2.26 Mb.
|
Билет №14Изложите принципы работы мультиплексора и демультиплексора, шифратора и дешифратора, компаратора. Ответ с разбора: Шифратор - микросхема которая преобразует десятичный код в двоичный  Строится на Лог. Элементах сложения   Дешифратор - преобразует 2-ный код в 10-ный  Строится на Лог. Элементах И, Не   Мультиплексор - комбинационная схема с N адресных входов, 2^N информационных входов и 1 выходом (На информационный вход подается информация, а на адресный адрес (2 ичным кодом) входа с которого будет браться информация на выход)  Демультиплексор - ЧАСТНЫЙ СЛУЧАЙ дешифратора комбинационная схема с 1 информационным входом, N кол-вом адресных и 2^N выходов. (На информационном входе есть информация, а на адресном адрес выхода, на который эта информация будет выводиться)  Компаратор (Сравниватель) - сравнивающее устройство - логическо-электронный прибор с 2-умя входами и одним выходом. Выдает 1 (HIGH) если напряжение на первом ходе выше, чем на втором и 0 (LOW) если наоборот    Основное назначение компаратора - оцифровка аналоговых сигналов. (На компараторах можно собирать различные устройства, такие как терморегуляторы, стабилизаторы, различные устройства автоматики - используя для изменения входного сигнала различные датчики, такие как, терморезисторы, фоторезисторы, индикаторы влажности и т.д.) Способы программирования микропроцессоров. Команды языка Ассемблера. Группы команд и их назначение. Ответ с разбора: Принципиальным достоинством МП является программируемость. Это означает, что, подавая на вход МП команды, реализовать определенный алгоритм. Реализовать можно что угодно, главное разбить это на шаги МП. Поэтому система команд важна не только с точки зрения, что МП может делать, но и как выполняется алгоритм. Наличие или отсутствие какой либо команды или группы команд может существенно повлиять на выбор МП для конкретного применения. Возвращаясь к языково-программным классификационным характеристикам, нельзя не упомянуть о языках программирования. Все языки программирования условно можно разделить на три уровня: - машинный код; - автокод (язык ассемблера); - языки высокого уровня (процедурные языки - BASIC, FORTRAN, PASCAL, C, MODULA-2, ADA; и языки искусственного интеллекта - LISP, PROLOG, SMALLTALK, OCCAM) Микропроцессоры выполняют набор команд, которые реализуют следующие основные группы операций: - операции пересылки (MOV); - арифметические операции (ADD, SUB, ADC, SBB, NEG (Изменяет знак операнда)); желт - учитывает перенос - операции умножения и деления (IMUL, IDIV, MUL, DIV); если есть I то знак учитывается а так же они используют 2 разряда (используют 2 регистра) - логические операции (AND, OR, XOR, NOT); - операции сдвига; - операции сравнения и тестирования (CMP, TST); - битовые операции (BTC, BTS); - операции управления программой ( команды безусловной передачи управления; команды условных переходов; команды организации программных циклов; команды прерывания; команды изменения признаков) - операции управления процессором (HLT, NOP, CLI, STI, CPUID). Построить таблицу истинности для дешифратора BCD для четырехбитного числа  Билет №15Определение последовательных устройств, перечислите основные из них. В чем разница между последовательными устройствами и комбинационными. Ответ с разбора: Последовательными называются такие логические устройства, текущее состояние которых определяется состоянием в предыдущий момент времени. (Триггеры, Счетчики, Регистры) Комбинационными логическими устройствами называются такие устройства, состояние которых в любой момент времени определяются совокупностью логических элементов. (Шифраторы, Дешифраторы, DMX, MX) Тенденции развития микропроцессоров для персональных ЭВМ и вычислительных систем. Построить счетчик из D-триггеров. Билет №16Дайте определение понятию «Регистр». Опишите назначение регистров, перечислите основные регистры МП. Регистры – это специальные ячейки памяти, расположенные непосредственно в процессоре. Виды и значение: Регистр хранения. Регистр хранит одно многобитное значение, которое отображается в шестнадцатеричном виде внутри его прямоугольника (логисим), и выдаётся на его выход Q. Когда указывает тактовый вход (отмеченный треугольником на южном крае), значение, хранящееся в регистре, меняется в этот момент на значение на входе D. Когда конкретно тактовый вход указывает этому случиться, настраивается атрибутом Срабатывание. Вход Сброс асинхронно сбрасывает значение регистра на 0 (все нули), кроме того, пока на входе Сброс 1, значение фиксировано на 0, вне зависимости от тактового входа.  Регистр сдвига. Этот регистр состоит из нескольких ступеней; каждое срабатывание тактового входа может привести к тому, что каждая ступень получит значение предыдущей ступени, а новое значение загрузится в первую ступень. Компонент также опционально поддерживает параллельное чтение и запись значений всех ступеней. Вход Очистка асинхронно сбрасывает все ступени на 0 (все нули); кроме того, пока на входе Очистка 1, все значения фиксированы на 0, вне зависимости от тактового входа.  Ответ с разбора: Регистр - это тот или иной персональный узел, который может принимать, хранить, передавать информацию. Регистры состоят из триггеров (обычно из D) Разделение по типу приему и выдачи: последовательные и параллельные. Регистр может временно хранить одно слово данных. Некоторые регистры имеют специальное назначение, некоторые - многоцелевые. Последние называют регистрами общего назначения. (РОН) И могут использоваться по усмотрению. По назначению и способу использования регистры делятся на: 1.Восемь 32-битных регистров, которые могут использоваться для хранения данных и адресов (РОН) AX/BX/CX/DX и тд. 2.Шесть сегментных регистров CS, DS, SS, ES, FS, GS 3.Регистры состояния и управления: регистр флагов EFLAGS/FLAGS и регистр указателя команды EIP/IP. Регистры общего назначения можно разбить на подгруппы: 1.Данных 2.Указателей и индексов 3.регистр сегментов Внутреннее устройство микроконтроллеров. Принцип действия микроконтроллеров. Области применения микроконтроллеров. Тенденции развития микроконтроллеров. Микроконтроллер — это специальная микросхема, предназначенная для управления различными электронными устройствами.  Его основное назначение использование в системах автоматического управления: фотоаппараты, телефоны, стиральные машинки, системы охранной сигнализации, системы зажигания бензиновых двигателей и др. Тенденции развития: повышение доли высокопроизводительных 32-разрядных микроконтроллеров уменьшение энергопотребления за счёт использования различных режимов энергосбережения снижение доли 4-разрядных микроконтроллеров Построить ALU. (1 1 1 1)  Билет №17Принципы Джона фон Неймана. Принципы архитектуры ЭВМ, основанной на принципах фон Неймана. Основные различия между архитектурой фон Неймана и другими классическими архитектурами. (1 1 1 1) Ответ: Принципы Джона фон Неймана Принцип однородности памяти Команды и данные хранятся в одной и той же памяти и внешне в памяти неразличимы. Распознать их можно только по способу использования; то есть одно и то же значение в ячейке памяти может использоваться и как данные, и как команда, и как адрес в зависимости лишь от способа обращения к нему. Принцип адресности Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, причём процессору в произвольный момент доступна любая ячейка. Двоичные коды команд и данных разделяются на единицы информации, называемые словами, и хранятся в ячейках памяти, а для доступа к ним используются номера соответствующих ячеек — адреса. Принцип программного управления Все вычисления, предусмотренные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов — команд. Каждая команда предписывает некоторую операцию из набора операций, реализуемых вычислительной машиной. В архитектуре фон Неймана процессор в каждый момент времени может либо читать инструкцию, либо читать/записывать единицу данных из/в памяти. Оба действия одновременно происходить не могут, поскольку инструкции и данные используют один и тот же поток (шину). В компьютере с использованием гарвардской архитектуры процессор может считывать очередную команду и оперировать памятью данных одновременно и без использования кэш-памяти. Исходя из физического разделения шин команд и данных, разрядности этих шин могут различаться и физически не могут пересекаться. Ответ с разбора: Сущность Фон-неймановской концепции сводится к: Основные: двоичного кодирования (Для представления данных и команд используется двоичная система счисленияю программного управления (Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определённой последовательности.) однородности памяти (Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.) адресуемость памяти (Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.) Дополнительные: Принцип последовательного программного управления (Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой) Принцип условного перехода. (Команды из программы не всегда выполняются одна за другой. Возможно присутствие в программе команд условного перехода, которые изменяют последовательность выполнения команд в зависимости от значений данных) Архитектура Фон Неймана использует единую память (общую шину данных), а Гарвардская предлагает несколько шин (в оригинале 2 Данных и команд) Состоит из: Память Устройство управление (УУ) Арифметическо-Логическое устройство (АЛУ) Устройство Ввода/Вывод Внутреннее устройство микроконтроллеров. Принцип действия микроконтроллеров. Области применения микроконтроллеров. Тенденции развития микроконтроллеров. (1 1 1 1) Ответ: Микроконтроллер не что иное, как микропроцессорная система со всеми опорными устройствами, интегрированными в одном чипе. Область применения микроконтроллеров безгранична. Несмотря на сложное устройство принцип работы микроконтроллера очень прост. Он основан на аналоговом принципе действия. Система понимает лишь две команды («есть сигнал», «нет сигнала»). Из этих сигналов в его память вписывается код определенной команды. Когда МК считывает команду, он ее выполняет. В каждом из МК прописаны свои базовые наборы команд. И только их он способен принимать и выполнять. Сочетая отдельные команды между собой, можно написать уникальную программу, по которой будет работать любое электронное устройство именно так, как требуется. Их используют в любых электронных устройствах для осуществления контроля. Кроме того, они находятся во всех бытовых приборах – микроволновках, электрочайниках, утюгах, стиральных машинах — микроконтроллер можно запрограммировать под любую функцию. Тенденции развития: ну хз, наверное, сделать их дешевле, быстрее, менее энергозатратными.  Есть 4х битный мультиплексор с двумя управляющими битами. На нулевой канал мультиплексора подается число 0110, на первый канал – число 1010, на второй – 1101, на третий 1001. Выход данного мультиплексора соединен со входом четырехбитным демультиплексором с тремя управляющими контактами, у которого на третьем выходе получается число 1001. Нарисовать данную схему и обозначить значения управляющих бит мультиплексора и демультиплексора. (1 1 1 1)  |