Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (2002) (1186248), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Но в качестве базовой модели, в частности для языка программирования ассемблер и отладчика программ РКВ()О, используется 14-регистровая система МПП. Все регистры можно разделить на четыре группы: о универсальные регистры: АХ, РХ, СХ, РХ; сз сегментные регистры: С5, РБ, 35, Е5; Сз регистры смещения:1Р,ВР, ВР, 31, Р1; ° регистр флагов: Р .
118 Глава 5. Микропроцессоры и системные платы Если регистры 4-байтные нли 8-байтные, их имена несколько изменяются, например, 4-байтные универсальные регистры АХ, ВХ, СХ, РХ именуются соответственно ЕАХ, ЕВХ, ЕСХ, ЕРХ. При этом если используется их 2-байтовая или 1-байтовая часть, наименования этих частей регистров соответствуют рассматриваемым ниже. Универсальные регистры Регистры АХ, ВХ, СХ и РХ являются универсальными (их часто называют регистрами общего назначения — РОН); каждый из них может использоваться для временного хранения любых данных, при этом можно работать с каждым регистром целиком, а можно отдельно и с каждой его половиной (регистры АН, ВН, СН, РН— старшие (Нграт) байты, а регистры А(., 81., С1., Р( — младшие ().отч) байты соответствуюших 2-байтовых регистров).
Но каждый из универсальных регистров может использоваться и как специальный при выполнении некоторых конкретных команд программы. В частности: Гз регистр АХ вЂ” регистр-аккумулятор, через его порты осуществляется ввод-вывод данных в МП, а при выполнении операций умножения и деления АХ используется для хранения первого числа, участвуюшего в операции (множимого, делимого), н результата операции (произведения, частного) после ее завершения; регистр ВХ часто используется для хранения адреса базы в сегменте данных н гтачальног о адреса поля памяти при работе с массивами; регистр СХ вЂ” регистр-счетчик, используется как счетчик числа повторений при циклических операциях; а регистр РХ используется как расширение регистра-аккумулятора при работе с 32-разрядныьти числами и прн выполнении операций умножения и деления, используется для хранения номера порта при операциях ввода-вывода и т.
д. Сегментные регистры Сегментные регистры СЯ, РВ, $$, ЕЯ используются для хранения начальных адресов нолей памяти (сегментов), отведенных в программах для хранения'. команд программы (сегмент кода — С8); й данных (сегмент данных — РЯ); гл стековой области памяти (сегмент стека — 88); ьз дополнительной области памяти данных при межсегментных пересылках (расширенный сегмент — ЕЯ), поскольку размер сегмента в реальном режиме работы МП ограничен величиной 64 Кбайт. Регистры смещений Регистры смегпений 1Р, ЬР, ВР, $1, Р1 используются для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов (смешений относительно начала сегментов): Варианты алрссаиии ячеек ОП с использованном роги стров ссгмснтов и смсщсиий рассмотрены в глава 9 «П рограмки кто уиранлснис — основа антоьгатггзапии вычислительного нрансссаы р галса «Ллрссания рсгис гров и ячсск намяго в ПК».
119 Микропроцессоры а регистр 1Р (1пзггцссоп Ро!псег) хранит смещение адреса текущей команды программы; сз регистр ЯР (Яас!г Ро(п1ег) — смешение вершины стека (текушего адреса стека); гз регистр ВР (Вазе Ро!пгег) — смещение начального адреса поля памяти, непосредственно отведенного под стек; о регистры Я, Р1 (Яопгсе 1пс!ех и Резвпагюп 1пг!ех соответственно) предназначены для хранения адресов индекса источника и приемника данных при операциях над строками и им подобных.
Регистр флагов Регистр'флагов ГЕ содержит условные одноразрядные признаки-маски или флаги, управляющие прохождением программы в ПК; флаги работают независимо друг от друга и лишь для удобства они помешены в единый регистр. Всего в регистре содержится 9 флагов; 6 из них сяатусные, отражают результаты операций, выполненных в компьютере (их значения используются, например, при выполнении команд условной передачи управления — команд ветвления программы), а три других — управляющие, непосредственно определяют режим исполнения программы. Статусные флаги: СГ (Саггу Г!ая) — флаг переноса. Содержит значение «переносов» (О или 1) из старшего разряда при арифметических операциях и некоторых операциях сдвига и циклического сдвига; о РГ (Ралгу Г!ая) — флаг четности. Проверяет младшие 8 битов результатов операций над данными.
Нечетное число единичных битов приводит к установке этого флага в О, а четное — в 1; АГ (Ацх!!!агу Саггу Г!ая) — флаг логического переноса при двоична-десятичной арифметике. Вспомогательный флаг переноса устанавливается в 1, если арифметическая операция приводит к переносу или заему четвертого справа бита однобайтового операнда. Этот флаг используется при арифметических операциях над двоично-десятичными кодами и кодами АЯСП; ° ХГ (Лего Г!ая) — флаг нуля.
Устанавливается в 1, если результат операции равен О; если результат не равен О, то ХГ обнуляется; о ЯГ (9!яп Г!ай) — флаг знака. Устанавливается в соответствии со знаком результата после арифметических операций: положительный результат устанавливает флаг в О, отрицательный — в 1; ОГ (Онегйои Г!ая) — флаг переполнения.
Устанавливается в 1 при арифметическом переполнении: если возник перенос в знаковый разряд при выполнении знаковых арифметических операций, если частное от деления слишком велико и переполняет регистр результата и т. д. Управляющие флаги: ТГ (Тгар Г!ая) — флаг системного прерывания (трассировки), Единичное состояние этого флага переводит процессор в режим пошагового выполнения программы (режим трассировки); 120 Глава 5. Микропроцессоры и системные платы а 1Е (1пгеггцрг Ная) — флаг прерываний.
Прп нулевом состоянии этого флага прерывания запрещены, при единичном — разрешены; а Г)Г (Г)!гесс!оп Е!ай) — флаг направления. Используется в строковых операциях для задания направления обработки данных. При нулевом состоянии флага команда увеличивает содержимое регистров 51 и Г)! на 1, обусловливая обработку строки «слева направоь; при единичном — «справа налево». Интерфейсная часть МП Интерфейсная часть МП предназначена для связи и согласования МП с системной шиной ПК, а также для приема, предварительного анализа команд выполняемой программы и формирования полных адресов операндов и команд. Интерфейсная часть включает в свой состав: а адресные регистры МПП; С! узел формирования адреса; а блок регистров команд, являющийся буфером команд в МП; гз внутреннюю интерфейсную шину МП; !З схемы управления шиной и портами ввода-вывода, Некоторые из названных устройств, такие как узел формирования адреса и регистр команды, непосредственно выполняемой МП, функционально входят в состав устройства управления.
Порты ввода-вывода — это пункты системного интерфейса ПК, через которые МП обменивается информацией с другими устройствами. Всего портов у МП может быть 65 536 (равно количеству разных адресов, которые можно представить числом формата слово), Каждый порт имеет адрес — номер порта; по существу, это адрес ячейки памяти, являющейся частью устройства ввода-вывода, использующего этот порт, а не частью основной памяти компьютера. Порт устройства содержит аппаратуру сопряжения и два регистра памяти — для обмена данными и обмена управляющей информацией. Некоторые внешние уст.ройства используют и основную память для хранения больших объемов информации, подлежащей обмену.
Многие стандартные устройства (НЖМД, НГМД, клавиатура, принтер, сопроцессор и т. д.) имеют постоянно закрепленные за ними порты ввода-вывода. Схема управления шиной и портами выполняет следующие функции: !З формирование адреса порта и управляющей информации для него (переключение порта па прием или передачу и т. д.); ° прием управляющей информации от порта, информации о готовности порта и сго состоянии; С! организация сквозного канала в системном интерфейсе для передачи данных между портом устройства ввода-вывода и МГ1, Схема управления шиной и портами использует для связи с портами кодовые шины инструкций, адреса и данных системной шины; при доступе к порту МП посылает сигнал по К!ПИ, который оповещает все устройства ввода-вывода, что адрес на 121 Микропроцессоры КША является адресом порта, а затем посылает и сам адрес порта.
Устройство с совпадающим адрес порта дает ответ о готовности. После чего по КШД осуществ- ляется обмен данными. Упрощенная структурная схема микропроцессора показана на рис. 5.3. г Интерфейсная часть МП Операционная 1 часть МП 1 1 1 Рис. 5.3. упрощенная структурная схема микропроцессора 122 Глава 5. Микропроцессоры и системные платы Системные платы Системная, плп материнская (тогЬегЬоагй — МВ), плата — это важнейшая часть компьютера, содержащая основные электронные компоненты машины. С помощью материнской платы осуществляется взаимодействие между большинством устройств машины. Конструктивно М В представляет собоп печатную плату плошадью 100-150 кв.
см, на которой размещается большое число различных микросхем, разъемов и других элементов. Существует две основные разновидности конструкции системной платы (СП): гэ на плате жестко закреплены все необходимые для работы микросхемы — сейчас такие платы используются лишь в простейших домашних компьютерах, 1~азываемых одноплатными; гэ пеппе(гедотввмдо на системной плате размещается лишь минимальное количество микросхем, а все остальные компоненты объединяются прп помощи системной шины и конструктивно устанавливаются на дополнительных платах (платаграстиреиия), устанавливаемых в специальные разъемы (слоты), ичеющиеся на материнской плате; компьютеры, использующие такую технологию, относятся к вычислительным системам с шинной архитектурой, Современные профессиональные персональные компьютеры имеют именно шинную архитектуру.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
