Ремонт принтеров, сканнеров, факсов и остальной офисной техники


назад Оглавление вперед




[5]

Как уже отмечалось, память делится на оперативную и постоянную.

Оперативная память (RAM - RANDOM ACCESS MEMORY) позволяет записывать и считывать информацию, т.е. можно изменять данные, находящиеся в ячейках оперативной памяти. При выключении ПЭВМ информация, хранящаяся в оперативной памяти, теряется.

Постоянная память (ROM - READ ONLY MEMORY), или ПЗУ, используется только для считывания данных; ее содержимое не может меняться пользователем.

Память связана с микропроцессором линиями, по которым передаются адрес (шина адреса) и данные (шина данных).

Адреса и данные попадают (выставляются) на шины с внутренних ячеек памяти микропроцессора (регистров).

Микропроцессор состоит из трех основных блоков (рис. 1.3): арихрметическо-логическое устройство; регистры; схемы управления.

Передача данных между этими устройствами осуществляется по внутренней шине данных [7, 8, 11].

Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Главную функцию микропроцессора -обработку данных - осуществляет АЛУ. АЛУ имеет два ввода (порты), куда помещаются обрабатываемые данные, и один вывод (аккумулятор), куда попадает результат обработки.

Функционально порты выполнены в виде ячеек памяти. Каждая ячейка (буфер) может запомнить (и держать на своем выходе) сразу восемь разрядов одновременно - машинное слово, или байт.

АЛУ построено на электронной схеме с жесткой комбинационной логикой. Это

Регистр слаба состояния

N

V

-

в

В

I

г

с

внутренняя шина 0анных(8 разрядов)

Указатель стека

Индексный -"s регистр X Si-\/

Индексный - регистр Y 4j-

РСН-

8 разрядов (Г

i высокий) г-\г

8 разрядов (низкий) г-и

Шина данных микропроцессора

Регистр

Регистр

адреса

адреса

памяти

памяти

(ст. разряды)

(мл. разряды)

V

Шина адреса микропроцессора

Рис. 1.3. Структурная схема микропроцессора MS6502


означает, что как только на входах есть данные (т.е. электрические сигналы, которым соответствует двоичный 0 или 1) и сигнал, соответствующий выбранной операции (например, сложить), на выходе АЛУ сразу же появляется результат выполненной операции.

Электрические сигналы, соответствующие входной и выходной информации, занимают короткий интервал времени.

Буфера позволяют удержать байт данных на входе и выходе АЛУ в течение времени, необходимого для успешной работы всего микропроцессора.

Над байтами, поступающими на вход, АЛУ выполняет следующие основные операции: сложение, приращение, сдвиг, логические функции. АЛУ может выполнять 56 команд, часть из которых имеет специальное назначение.

Команды АЛУ - это двоичное число, а программа - последовательность команд (инструкций), хранимых в ячейках памяти. Для реализации программы необходимо выполнить каждую инструкцию программы в строго определенной последовательности. За порядком выполнения команд следит специальный регистр микропроцессора.

Счетчик команд (PC - PROGRAM COUNTER). Счетчик команд содержит адрес очередной команды, подлежащей выборке.

Адрес представляет собой 16-разрядные слова. Поэтому в качестве счетчика команд в микропроцессоре используются два восьмиразрядных регистра. Один из них, называемый нижним,предназначен для хранения восьми младших разрядов адреса. Он обозначается PCL (PROGRAM COUNTER LOW). Другой, называемый верхним, предназначен для хранения восьми старших разрядов адреса и обозначается РСН (PROGRAM COUNTER HIGH).

Программа может располагаться в памяти в любых ячейках, адреса которых

изменяются от 0 до FFFF . Когда программа начинает выполняться, первым зна-

16

чением PC является начальный адрес программы. По этому адресу извлекается команда и помещается в другой специальный регистр микропроцессора, называемый регистром команд.

После извлечения начального адреса из памяти, микропроцессор автоматически дает приращение содержимому счетчика команд и приступает к выполнению команды, прочитанной из памяти. Начиная с этого момента и на протяжении всего времени выполнения текущей команды счетчик команд "указывает", где находится следующая команда.

При желании счетчик команд можно загрузить другим содержимым, например, когда нужно многократно повторить одну и ту же часть программы в процессе выполнения всей программы. Вместо того, чтобы писать эту часть программы каждый раз, когда в ней возникает необходимость, такую запись можно сделать один раз и возвращаться к ее повторному выполнению, отступая от заданной последовательности.

Часть программы, выполняемая путем отступления от строгой последовательности команд главной программы, называется подпрограммой. После того, как в счетчик команд записан начальный адрес подпрограммы, счетчик получает приращение по мере выполнения команд этой подпрограммы. Так продолжается до тех пор, пока не встретится команда возврата в главную программу.


Заметим, что при включении ПЭВМ в счетчик команд аппаратно помещается содержимое ячеек памяти с адресами FFFC и FFFD.

Регистр команд- Текущая выполняемая команда хранится в регистре команд микропроцессора. Выход этого регистра является частью дешифратора команд. Рассмотрим, как микропроцессор реализует последовательность выполнения команды, получившую название цикл выборки - выполнения.

Сначала команда извлекается из памяти, затем счетчик команд загружается адресом следующей команды, подлежащей выполнению. При извлечении команда через буфер, данных по внутренней шине данных пересылается в регистр команд. После этого начинается под цикл выполнения команды, в течение которого дешифратор команд декодирует содержимое регистра команд, сообщая микропроцессору, что делать для реализации операций команды.

Регистр адреса памяти. Команды микропроцессора, как правило, включают адреса ячеек, содержащие обрабатываемые данные. Эти адреса запоминаются в специальном регистре микропроцессора - регистре адреса памяти. Этот регистр при каждом обращении к памяти ПЭВМ указывает адрес области памяти, которая подлежит использованию микропроцессором. Выход этого регистра связан с шиной адреса микропроцессора.

Регистр слова состояния. Компьютер отличается от простого калькулятора наличием регистра состояния (PCR - PROCESSOR STATUS REGISTER), который хранит результаты проверок, осуществляемых автоматически в процессе выполнения команд.

При наличии в программе перехода выполнение команд начинается с некоторой новой области памяти, т.е. счетчик команд загружается новым числом.

В случае условного перехода такое действие имеет место, если результаты определенных проверок совпадают с ожидаемыми значениями. Результаты таких проверок находятся в регистре состояния.

Возможности программирования с переходами - отличительная характеристика вычислительной машины по сравнению с калькулятором. Регистр состояния предоставляет программисту возможность организовать работу микропроцессора так, чтобы при определенных условиях менялся порядок выполнения команд.

ПЭВМ принимает решение о том или ином продолжении вычислений в зависимости от указанных условий. Калькулятор таких решений принять не может.

Наличие регистра состояния позволило расширить набор команд микропроцессора командами, изменяющими последовательность выполнения программы в зависимости от значения регистра состояния.

Указатель стека. Стек (стековая память) - это особым образом организованный участок оперативной памяти, предназначенный для временного хранения содержимого внутренних регистров микропроцессора. Стековая память имеет еще одно название: "последним вошел, первым вышел", или LIFO (LAST - IN, FIRST -OUT). Аналогию можно провести с зарядом и извлечением патронов из магазина автомата.

Такая память необходима в том случае, когда нужно прекратить выполнение реализуемой последовательности команд (например, для немедленного выполнения специальной подпрограммы или в результате прерывания программы) и вернуться к ней позже. Стек занимает 256 ячеек с адресами от 100 до IFF .



[стр.Начало] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98]