Структура ЭВМ. Принцип адресного взаимодействия ее составных частей

Типовая микроЭВМ (рис. 1.4) содержит объединениые общей внутреннеЙ маrистралью процессор, память, контроллеры и адаптер маrистролеи. Продолжением внутреннеЙ маrистрали является внеш­ няя маrистраль, к которой в данном примере подключен контроллер,

связанвый с некоторым объектом управления, например с маrнитным пускателем элеК1родвиrателя. В качестве устройств ввoдa-­вывода Moryr, например, использоваться: rрафический дисплей, накопитель на rнбких маrнитных днсках и печатающее устройство. Центральным зВ€ном микроЭВМ является пара процессор ­ память, остальные элементы обеспечивают связь этоrо звена с внеш­ним ­!/IрОМ. Контроллер предназначен для сопряжения одноrо или нескольких устройств ввода-вывода с внешней или внутренней маrистралью мпкроЭВМ. Маrистраль реализуется в виде иабора про­ водов или печатных нроводииков, по которым с помощью приемо- передаюших элементов передаются Рiiэличноrо рода сиrиалы. Адаптер маrистралей выполняет Фуикцию их электрическоrо и, возмомно, лоrическоrо сопряжения. В простейшем случае он «про­ зрачеи» с оfiеих сторон н выполняет лишь функцию электрическоrо преобразоваНIIЯ уровней сиrналов, нвпрнмер маломощных сиrналов внутренией I(МОП­маrистрали с амплитудой 9 В и сиrналов мощной виешней ТТЛ­маrистрали с амплитудой 3,5 В, Память обычно содержит постоянное и оперативное запомина- ющие устройства (ПЗУ и ОЗУ), Возможно использование перепро- rраммируемых постоянных запоминающих устройств (ППЗУ).

Процессор способен обмениваться ннформацией с объектами за ero rраницами только в том случае, если эти объекты имеют адреса. Такие объекты называют адресуемыми или проrраммно-доступиыми. Адрес ­ зто код, однозначно определяющий тот или иной элемент внутри или вне микроЭВМ: ячейку памяти, реrистр, триrrер, вход лоrическоrо элемеита и т. п.

Передача адреса по маrистрали. В примере, прнведенном на рис. 1.5, маrистраль типа «общая uшна» [3] содержит 16 илн 18 ад- ресных лшшй ­ адресную шину А, 16 информационных лнний ­ шину даиных D и до 22 линнй управления ­ управляющую шипу ContTol. По адресной шине передаются адреса выбираемых устройств, по шине данных в ту илн I!НУЮ сторону (в зависимости от режима ­ чтение или запись) передаются данные, по шине управления ­ спе- циальные сиrналы (INIТL ­ общий сброс, ACLO ­ авария ceTeBoro питания, SSYN ­ ответ от ведомоrо 11 др.), В каждом акте обмена

по маrистрали участвуют только два устройства: активное (инициатор обмена, ведущее устройство) и пассивное (ответчик, ведомое устройство).

Шевкопляс, 1.2!

12. Термины и определения. *ЭВМ, микроЭВМ, *контроллер (разделение по типу и функции), *микроконтроллер, *процессор, *микропроцессор, микропроцессорная система. Преобразователи интерфейсов. Контроллеры шины. *Системные контроллеры. *Процессор. *Память. *Память программ. *Память данных. *Устройства ввода-вывода. *Периферийные устройства.

ЭВМ — программно управляемое устройство, выполненное на основе электронных компонентов, содержащее магистрали, CPU, RAM, устройства в/в.

Процессор — электронное устройство, формирующее управляющие сигналы для управления магистралью, проводит обработку данных.

Микроконтроллёр — контроллёр, выполненный в одном корпусе.

Контроллер — устройство, позволяющее выполнять определённую описанную функцию (ЭВМ может быть контроллёром).

Можно разделить несколько типов контроллеров по области использования:

Специализированный контроллер со встроенными функциями. Чаще всего минимальный по мощности контроллер, процесс управления которого защит в памяти контроллера, изменению подлежат только параметры программы.

Контроллер для реализации логических зависимостей. Чаще всего находят применение в машиностроении, станкостроении. Для таких контроллеров характерны развитые логические функции зашитые в памяти.

Контроллер, реализующий любые вычислительные и логические функции. Данный тип является универсальным типом, не имеет области ограничения. Программируется различными языками, в том числе и языком С.

Контроллер противоаварийной защиты. Данный тип контроллера отличается повышенной надежностью, высокой степенью готовности, отказоустойчивостью. Используется в цепях противоаварийной защиты.

Контроллер телемеханических систем автоматизации. Относится к классу универсальных контроллеров. Используется для создания диспетчерских систем контроля и управления распределенными по местности объектами.

Контроллеры ввода-вывода (контроллеры периферийных устройств, КВВ)

делятся на:

1. Устройства сопряжения стандартного интерфейса ВС с интерфейсом ВУ

(функция преобразования), которые называются адаптерами;

2. Локальные устройства управления конечным оборудованием ВУ

(функция управления).

Контроллер предназначен для сопряжения одноrо или нескольких устройств ввода-вывода с внешней или внутренней маrистралью микроЭВМ.

Микропроце́ссор— процессор (устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде), реализованный в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем (в противоположность реализации процессора в виде электрической схемы на элементной базе общего назначения или в виде программной модели).

Системный контроллер — обеспечивает подключение ЦПУ к узлам, использующим высокопроизводительные шины

па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени.

В памяти микроЭВМ имеется два вида информации ­ команды и данные, причем с «точки зрения» памяти эти виды информации неотличимы. О том, rде иаходятся данные, а rде ­ команды, «знает» только проuессор. По образному выражению Э. Клингмана, «Команды можно сравнить с rлаrолами естественного языка, указывающими на действие, которое должно быть выполнено, тоrда как слова данных аналоrичны существительным, являющимся либо подлежащим ­ предметом, совершающим действие, либо дополнением ­ предметом, на который переходит действие»

Компьютер обменивается информацией с внешним миром с помощью периферийных устройств. Только благодаря периферийным устройствам человек может взаимодействовать с компьютером, а также со всеми подключенными к нему устройствами. Любое подключенное периферийное устройство в каждый момент времени может быть или занято выполнением порученной ему работы или пребывать в ожидании нового задания. Влияние скорости работы периферийных устройств на эффективность работы с компьютером не меньше, чем скорость работы его центрального процессора. Скорость работы внешних устройств от быстродействия процессора не зависит.

Периферийные устройства делятся на устройства ввода и устройства вывода. Устройства ввода преобразуют информацию в форму понятную машине, после чего компьютер может ее обрабатывать и запоминать. Устройства вывода переводят информацию из машинного представления в образы, понятные человеку.