Токхейм Р. - Основы цифровой электроники (1988)(ru) (775262), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Блок вывода может выдават.ь информацию на дисплей с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ), похожий на обычный телевизор. Выводимая из ЭВМ информация может быть также размещена в ЗУ большой емкости, таких, как перфокарты или ма~нитные ленты. Устройство вывода информации должно «переводиты> информацию с языка ЭВМ на язык, понятный человеку. гдлнл 1! о осм Весь центральный блок, выделенный на рис. !1.3, часто называют цен.гральным процессором (ЦП). Арифметическое устройство, память ЭВМ и большая часть блока управления обычно размещаются в одном корпусе.
Устройства, размещаемые вне центрально~о процессора, часто называют периферийными устройствами. Структурная схема ЭВМ на рис. 11.3 вполне могла бы быть и структурной схемой микрокалькулятора. До настоящего момента прослеживалась полная аналогия этих двух систем. Основное различие между микрокалькулятором и ЭВМ заключается в размерах этих систем, а также в том, что в ЭВМ используется хранимая в ламп!пи програлема работы. Из рис. 11.4 видно, что в ЭВМ вводится информация двух типов. Первый тнп информации-програмл1а (набор команд), указывающая центральному процессору, как нужно осуществлять решение данной задачи. Эта программа, которая должна быть аккуратно написана программистом, во время решения задачи находится в основной памяти ЭВМ.
Второй тип вводимой в ЭВМ информации — Данные, которые должна обработать эта ЭВМ. Данные — это определенные факты и цифры, необходимые для решения конкретной задачи. Обратите внимание, что программа помещается в некоторую область памяти ЭВМ и используется ~олько устройством управления. Что касается данных, то они направляются к различным устройствам внутри ЭВМ и обрабатываются в АЛУ. Данные не нужны для устройства управления.
Вспомогательная память — это дополнительная память, которая может понадобиться для хранения очень больших массивоа данных при решении некоторых сложных задач. Вспомогательная память може~ и не входить в состав узлов ЦП. Данные можно хранить в периферийных устройствах. Итак, в структурном плане ЭВМ представляет собой систему, состоящую из пяти основных функциональных бло- Храаимав в накати ирограмма Программа Данные Периферийные уст ройетва Рис. 11.4. Потоки ирограммных команд и данных в вычнсднтедьнов системе. 293 циоровые систьмы ков: устройства ввода информации, памяти, устройства управления, АЛУ и устройства вывода информации.
Информация, вводимая в центральный процессор, представляет собой или прорраммные команды или данные, которые нужно обработать. Возможность хранения программ в памяти и относительно большие размеры отличают ЭВМ от микрокалькуляторов. ЭВМ вЂ” наиболее сложную цифровую систему — мы обсудили в этом разделе лишь в самых общих чертах. Организации и архитектуре ЭВМ посвярцены целые книги. Напомним, однако, что все схемы в цифровой ЭВМ собраны из логических элементов, триггеров и подсистем, аналогичных тем подсистемам, которые вы уже изучили. Выполняя следующие задания, проверьте, хорошо ли вы ус воили изложенный материал. 9. Устройства, располагаемые вне центрального процессора ЭВМ, часто называют ........
устройствами. 10. Основное различие между микрокалькулятором и ЭВМ заключается в ........ и использовании 1!. Назовите два типа информации, вводимой в цифровуро ЭВМ. 11.5. МикроЭВМ М нкропроясссор м рэвм цифроваа вычясанхсаоиаи ман>нна с хранимой программой ЭВМ получили широкое распространение начиная с 50-х годов. Прежде это были очень большие и дорогие устройства, используемые лишь в государственных учреждениях и крупных фирмах. Размеры и форма цифровых ЭВМ неузнаваемо изменились за минувшее десятилетие в результате разработки новых устройств, называемых микропроцессорами. Микропроцессор представляет собой интегральную схему, в которой реализованы многие функциональные возможности болыпой ЭВМ. Это неболыпое, но исключительно сложное програльиируелюе устройство на сверхболыпих интегральных схемах.
Микропроцессорная ИС является «сердцем» микроЭВМ. МикроЭВМ -это цифровая вычислительная лсашини с хранимой програлвмой, имеющая гораздо меньшие размеры и стоимость, чем ее «родственницы»- большие ЭВМ, но уступающая им в быстродействии. Одну из популярных моделей микроЭВМ вы видите на снимке на рис. 11.5.
Эта микроЭВМ используется в качестве бытового компьютера, а также в школах и небольших учреждениях. В данной вычислительной системе для ввода информации используется клавиатура, а для вывода- видеомонитор и термографическое печатающее устройство. Под клавиатурой и за ней находятся центральный процессор, основная полупроводниковая память 1ПЗУ и ЗУПВ) и интер- 294 ГЛАВА Н Рис. 11.5. Стандартный комплект микропроцессорной вычислительной системы (воспроизводится с разреглення фирмы Арр!е Сопзрп!ег, 1пс.). Устройс пю вводи Уиравляювне уст- ройсс во Арифметическое уст- ройство Заяонннаннвие уст- ройства Устройство вывода Алреснан шина Н!ина данныи фейсные схемы.
Сдвоенные НГМД служат внешним ЗУ большой емкости, информация (программы пользователя и файлы данных) записывается в них на гибкие мини-диски диаметром 5',14 дюйма. Архитектура типичной неболыпой вычислительной системы на основе микроЭВМ показана на рис. 1!.6. Такая микроЭВМ содержит все 5 основных блоков цифровой машины; устройство ввода информации, управля!ои)ее и арифметическое устройства (входящие в состав микропроцессора), заноминаюи)ие устройства и устройство вывода информации. Микропроцессор координирует работу всех устройств рассматриваемой цифровой системы с помощью шины управления, показанной слева на рис. 11.6.
Помимо шины управления имеется адресная шина (16 параллельных проводников), которая служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода". По информау)ионной шине, или шине данных (8 параллельных проводников), показанной справа на рис. 11.6, осуществляется двунаправлеш!ая пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что микропроцессор может посылать информацию в память микроЭВМ или к одному " Порт !рог!)- это аппара|ное устройство, через коюрое осуществляется связь микропроцсссора с каким-либо устройством анода или вывода информации (клавиатурой, экраном и т.В.)-)зрим. дерев. 295 ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ От лериоерниных устрс Шина управления Адресная нин ()В пиний) Шина данных (В линий) ыы Рнс.
11.6. Блоксхема мнкронронессорноа нычнслнтельноа системы. из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода. ПЗУ в микроЭВМ обычно содержит некоторую программу. Програл)ма — это список особым образом закодированных команд, задающих точную последовательность выполняемых микропроцессором операций. В схеме на рис. 11.6 ПЗУ показано как хранилище такой программы. На практике ПЗУ содержит запускающую программу (программу инициализации) и, возможно, некоторые другие программы.
Программы могут быть также загружены в ЗУПВ из внешнего ЗУ. Это программы пользователя. ЗУПВ в схеме на рис. ! 1.б показано как память для хранения данных. Здесь находятся данные, используемые в процессе выполнения конкретной программы. Задания лла самопроверки Выполняя следующие задания, проверьте, хорошо ли вы усвоили изложенный материал. и гдлвл ~~ 12. В микроЭВМ на рис. 11.5 для ввода информации ис- пользуется , а для вывода— и 13.
Центральный процессор и внутренняя память (ПЗУ и ЗУПВ) микроЭВМ на рис. 11.5 расположены (внутри НГМД, в основном блоке ЭВМ за клавиатурой, внутри печатающего устройства, внутри видеомонитора). 14. По адресной шине, показанной на рис. 11.6, осуществляется однонаправленная, а по шине = — двунаправленная передача информации.
15. В ПЗУ (рис. 11.6), как правило, хранятся (данные, программы). 16. В ЗУПВ (рнс. 11.6) обычно хранятся как программы поль- зователя, так и 17. В схеме на рис. 11.6 точный адрес ячейки памяти или порта ввода-вывода задается комбинацией сигналов,посылаемых микропроцессором по . шине. 11.6. Работа микроЭВМ Работа мвиреэам В качестве примера, иллюстрирующего работу микроЭВМ, рассмотрим процедуру, для реализации которой нужно выполнить следующую последовательность элементарных операций (рис.
11.7): 1. Нажать клавишу с буквой «А» на клавиатуре. Рис. 11.7. Пример ег иии ввода — ваиомиаа ир эвм. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ 2. Поместить букву «А» в память микроЭВМ. 3. Вывести букву «А» на экран цисплея. Процецура ввода — запоминания — вывода, представленная на рис.
11.7,-одна из типичных процедур, выполняемых микроЭВМ. Электронные устройства, которые используются в цифровых системах, подобных изображенной на рис. 11.7, цовольно сложны. Однако рассмотрение процесса перемещения информации внутри такой системы дает возможность пояснить принципы использования некоторых устройств, входящих в состав микроЭВМ. Более подробная диаграмма, представленная на рис.
11.8, поможет нам понять принцип выполнения типичной процедуры ввода-запоминания-вывода в микроЭВМ. Вглядитесь внимательно в ту часть диаграммы, где показано содержимое памяти программ. Обратите внимание, что команды уже загружены в первые шесть ячеек памяти.
Из рис. 11.8 видно, что хранимая программа содержит следующую цепочку команд: 1. Ввести данные из порта ввоца 1. 2. Запомнить данные в ячейке памяти 200. 3. Переслать ланные в порт вывода 10. Онераннн Операнд М якренренее сер Аккумулятор Рм нстр команд Заметьте, что в данной программе имеется только три команды, хотя может показаться, что на рис. ! 1.8 в памяти программ записано шесть команд. Это связано с тем, что команды обычно разбиваются на части.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
