Содержание
- 2. Основная учебная литература В.Л. Бройдо, О.П. Ильина. Архитектура ЭВМ и систем. Учебник для ВУЗов. - СПб.:
- 3. Основная учебная литература К. Хамакер, Э. Вранешич, С. Заки. Организация ЭВМ. 5-е издание. – СПб.: Питер;
- 4. Дополнительная учебная литература М. Гук, Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия. – Питер 2003. – 523 с. Новожилов
- 5. Дополнительная учебная литература Столингс. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. 5-е В издание. – СПб.: Питер,
- 6. Неймановские принципы построения ЭВМ 1. Вся информация в системе представляется и обрабатывается в двоичной системе счисления
- 7. Неймановские принципы построения ЭВМ 3. Слова размещаются в ячейках памяти и идентифицируются номерами (адресами ячеек памяти).
- 8. Неймановские принципы построения ЭВМ Управляющее слово называется машинной командой. Последовательность управляющих слов называется машинной программой.
- 9. Неймановские принципы построения ЭВМ 5. Выполнение вычислений в ЭВМ сводится к последовательному выполнению машинных команд в
- 10. Структура машины Фон-Неймана Операционная устройство Устройство управления Запоминающее устройство Устройство ввода-вывода
- 11. Структурная организация современных ЭВМ ЭВМ- инженерная система для выполнения вычислений по алгоритмам. ЭВМ характеризуется составом и
- 12. Структурная организация современных ЭВМ Совокупность связей двух взаимодействующих устройств по электрическим цепям называют интерфейсом. Основными характеристиками
- 13. Типы интерфейсов Последовательный Параллельный Паралллельно-последовательный Типовой шинный интерфейс: ШУ-шина управления; ША-шина адреса; ШД-шина данных
- 14. Построение ЭВМ на основе единого интерфейса
- 15. Основные характеристики ЭВМ 1. Операционные ресурсы: Способы представления данных; способы адресации; система машинных команд; средства контроля
- 16. Основные характеристики ЭВМ 2. Ёмкость памяти и организация памяти.
- 17. Основные характеристики ЭВМ 3. Быстродействие. Основная характеристика быстродействия: V [оп/сек]; Длительность операции: Tоп=1/V [сек]
- 18. Основные характеристики ЭВМ 4. Производительность. Характеризует время решения задачи в однопрограммном режиме: Tзадачи=Q* Tоп.среднее При мультипрограммном
- 19. Основные характеристики ЭВМ T задачи в мультипрограммном режиме определяется: - номинальным быстродействием; - классом решаемых задач;
- 20. Основные характеристики ЭВМ 5. Надёжность. Надёжность характеризуется средним временем наработки на отказ и зависит от элементной
- 21. Основные характеристики ЭВМ 6. Стоимость. На стоимость влияют: - элементная база; - операционные ресурсы; - быстродействие;
- 22. Представление данных в ЭВМ 1. Типы данных.
- 23. Представление данных в ЭВМ 2. Целые двоичные числа Диапазон представления: от –(2 в степ. n-1) до
- 24. Представление данных в ЭВМ 3. Двоичные числа с фиксированной запятой.
- 25. Представление данных в ЭВМ Особенности выполнения арифметических операций: А) сложение и вычитание: А плюс-минус В по
- 26. Представление данных в ЭВМ В). Деление. А/В Диапазон представления чисел: -(1-2 в степени –n) до +(1-2
- 27. Представление данных в ЭВМ 4. Числа с плавающей запятой.
- 28. 4. Числа с плавающей запятой Структура числа: Число с плавающей запятой состоит из: Знака мантиссы (указывающего
- 29. 4. Числа с плавающей запятой Нормальная форма и нормализованная форма Нормальной формой числа с плавающей запятой
- 30. 4. Числа с плавающей запятой Такая форма записи имеет недостаток: некоторые числа записываются неоднозначно (например, 0,0001
- 31. 4. Числа с плавающей запятой Нормализованная форма, в которой мантисса десятичного числа принимает значения от 1
- 32. 4. Числа с плавающей запятой Недостаток заключается в том, что в таком виде невозможно представить 0,
- 33. 4. Числа с плавающей запятой Так как старший разряд (целая часть числа) мантиссы двоичного числа (кроме
- 34. Cтандарт IEEE 754-1985 определяет: как представлять нормализованные положительные и отрицательные числа с плавающей точкой как представлять
- 35. EEE 754-1985 определяет четыре формата представления чисел с плавающей запятой: с одинарной точностью (single-precision) 32 бита
- 36. Основные понятия в представлении чисел с плавающей точкой. Представление числа в нормализованном экспоненциальном виде. Возьмем, к
- 37. Если мантисса находится в диапазоне 1
- 38. Представление данных в ЭВМ Z=плюс-минус М*d в степени плюс-минус П. где d-основание числа с плав. Запятой.
- 39. Представление данных в ЭВМ Из-за ограничений на разрядность мантиссы и порядка возможны ситуации: - потеря значимости:
- 40. Представление данных в ЭВМ 5. Десятичные целые числа. Числа обрабатываются последовательно разряд за разрядом начиная с
- 41. Представление данных в ЭВМ 6. Строки символов.
- 42. Представление данных в ЭВМ 7. Логические значения. 10000110100011 1110001100100
- 43. Машинные операции 1. Свойства машинных операций: Машинная операция –это действие, инициированное машинной командой и реализованное оборудованием
- 44. Машинные операции Набор машинных операций характеризуется двумя свойствами: а) функциональной полнотой (лог. Функции, арифм. действия и
- 45. Машинные операции 2. Классификация машинных операций. а) арифметические и логические операции : +,-,*, /, извл. корня,
- 46. Система команд ЭВМ По функциональному назначению в системе команд ЭВМ различают следующие группы: команды передачи данных
- 47. Система команд ЭВМ Команды обработки данных (команды сложения, умножения, сдвига, сравнения). Команды передачи управления (команды безусловного
- 48. Система команд ЭВМ Команды дополнительные (типа RESET, TEST,-).
- 49. Способы адресации Способ адресации – это правило определения адреса и операнда на основе информации в адресной
- 50. Способы адресации Способы формирования адресов ячеек памяти можно разделить на абсолютные и относительные. Абсолютные способы формирования
- 51. Способы адресации Относительные способы формирования предполагают, что двоичный код адресной ячейки памяти образуется из нескольких составляющих:
- 52. Способы адресации Относительная адресация При относительной адресации применяется способ вычисления адреса путем суммирования кодов, составляющих адрес.
- 53. Способы адресации 1. Прямая адресация. адресная часть команды содержит непосредственный (прямой) адрес операнда в памяти.
- 54. Способы адресации 2. Непосредственная адресация Целочисленное значение операнда записывается в поле команды.
- 55. Способы адресации 3. Косвенная адресация. Адресная часть команды содержит косвенный адрес; Адресный код команды в этом
- 56. Способы адресации Пояснение косвенной адресации.
- 57. Способы адресации 4. Регистровая адресация. Применяется, когда промежуточные результаты хранятся в одном из рабочих регистров центрального
- 58. Способы адресации Пояснение регистровой адресации.
- 59. Способы адресации 5. Адресация с модификацией адресов. Для реализуемых на ЭВМ методов решения математических задач и
- 60. Способы адресации Программирование циклов существенно упрощается, если после каждого выполнения цикла обеспечено автоматическое изменение в соответствующих
- 61. Способы адресации Индексная адресация Для работы программ с массивами, требующими однотипных операций над элементами массива, удобно
- 62. Индексная адресация
- 63. Индексная адресация Адрес i-того операнда в массиве определяется как сумма начального адреса массива операнда, задаваемого смещением
- 64. Способы адресации. 6. Прямая адресация с модификацией. В полях команды содержится Рон, в котором текущий индекс,
- 65. Способы адресации 7. Регистровая адресация с модификацией. Поля команды содержать два значения РОН: в первом значение
- 66. Способы адресации 8. Страничная адресация.
- 67. Способы адресации 9. Стековая адресация Стековая память широко используется в современных ЭВМ. Хотя адрес обращения в
- 68. Способы адресации 9.Стековая адресация
- 69. 9.Стековая адресация Для чтения записи доступен только один регистр v вершина стека. Этот способ адресации используется,
- 70. Исходные данные для проектирования ОУ F - множество операций, D - множество входных данных, R -
- 71. Исходные данные для проектирования ОУ Задача проектирования- создание ОУ минимальной размерности и сложности. Для проектирования ОУ
- 72. Исходные данные для проектирования ОУ Формализованная микропрограмма (ФМП) описывает работу ОУ безотносительно к его структуре на
- 73. Исходные данные для проектирования ОУ Язык формализованного описания микропрограмм (ЯФМП) применяется для описания слов, микроопераций (МО)и
- 74. ЯФМП ЯФМП состоит из описательной части (описание слов, МО и ЛУ) и содержательной части – графа
- 75. ЯФМП 1. Описание слов: с (n1:n2), где: С – идентификатор (присвоенное имя), n1-старший разряд слова, n2-младший
- 76. ЯФМП Например, запись СчК(3:0) обозначает четырёхразрядный счётчик с присвоенным ему идентификатором СчК, ниже изображён регистр результата
- 77. ЯФМП 2. Описание массивов: М[m2:m1](n2:n1) где: m2 и m1 –указатели номеров старшей и младшей ячейки массива;
- 78. ЯФМП 3. Поля Например: Рг А(31:0); Рг А(15:0) Адр(15:0) = РгА(15:0) КОП(15:0)=РгА(31:16) Полям можно присваивать собственные
- 79. ЯФМП 4. Типы слов. Каждое слово характеризуется определённым типом. Нашли применения следующие типы слов: - входные
- 80. ЯФМП. 4. Типы слов.
- 81. ЯФМП. 4. Типы слов. Все слова, используемые в микропрограмме должны быть описаны в следующей таблице:
- 82. ЯФМП 5. Двоичные выражения. Описывают преобразования, выполняемые микрооперациями. Двоичные выражения (ДВ) состоят из элементарных ДВ, соединённых
- 83. 5. Двоичные выражения. В качестве ДВ используют: 1. Константы (двоичные, восьмеричные, шестнадцатеричные); 2. Слова, используемые только
- 84. ЯФМП 6. Двоичные операции. Инверсия старшинство: 1 Конкатенация старшинство: 2 Конъюнкция старшинство: 3 Дизъюнкция старшинство: 4
- 85. Микрооперации Синтаксис записи микрооперации: := оператор присваивания. А м.быть словом, полем, элементом массива. В – двоичное
- 86. Микрооперации Типовые микрооперации. Классификация. 1. Установка значения A:=const 2. Инвертирование A:=!A 3. Передача A:= B Микрооперация
- 87. Микрооперации Оператор присваивания в синтаксической записи: := Вся микрооперация выполняется за один машинный такт.
- 88. Микрооперации 4. Сдвиговые микрооперации. При сдвиге указывается направление сдвига, на сколько разрядов осуществляется сдвиг и какими
- 89. Микрооперации Синтаксис записи МО сдвига: RK – сдвиг на к разрядов вправо; LK – сдвиг на
- 90. Микрооперации Типы сдвигов: - логический; - циклический; - арифметический.
- 91. Микрооперации Правила выполнения сдвигов: 1. При логическом сдвиге освобождаемые разряды заполняются нулями. 2. При циклическом сдвиге
- 92. Микрооперации При арифметическом сдвиге выполняются следующие правила: - при сдвиге влево освобождаемые разряды заполняются нулями; -
- 93. Микрооперации 5. Микрооперации счёта. Используются в том числе и для описания работы счётчиков. А:=А+1 – инкремент;
- 94. Микрооперации Совместимость микроопераций. Совместимыми называются микрооперации, которые выполняются в одном такте. Один машинный такт может содержать
- 95. Микрооперации Функциональная совместимость определяется алгоритмом. Две МО будут такими, если они присваивают значения разным словам. А:=А+В
- 96. Микрооперации Структурная совместимость ограничивается аппаратурно. Две МО считаются структурно совместимыми, если они выполняются на разных аппаратных
- 97. Микрооперации Логические условия. Логические условия представляют из себя булеву функцию. В качестве первичных булевых функций выступают
- 98. Содержательный граф функциональной микропрограммы. Для записи графа используются 4 типа вершин и дуги, связывающие эти вершины.
- 99. Содержательный граф функциональной микропрограммы. Типы вершин графа . 1. Вершина «начало». Определяет начало микропрограммы, не имеет
- 100. Содержательный граф функциональной микропрограммы. 2. Функциональная вершина. Используется для указания совместных МО, имеет произвольное количество входов
- 101. Содержательный граф функциональной микропрограммы. 3. Условная вершина. Используется для описания разветвлений в МК, может иметь произвольное
- 102. Содержательный граф функциональной микропрограммы. 4. Конечная вершина. Может иметь произвольное число входов и не иметь выхода.
- 103. Содержательный граф функциональной микропрограммы. Граф должен быть корректным, то есть не должен допускать зависание микропрограммы. Правила
- 104. Содержательный граф функциональной микропрограммы. 2. В каждую вершину, кроме начальной, должна входить хотя бы одна дуга.
- 105. Этапы разработки ФМП Рассмотрим данные этапы на примере операции умножения. Исходные данные: 1. умножение производится над
- 106. Этапы разработки ФМП 3. Произведение занимает двойную дину слова аргументов. 4. Знак результата умножения определяется как
- 107. Этапы разработки ФМП 1011 *1101 1011 1011 1011____ 10001111
- 108. Этапы разработки ФМП Словесное описание алгоритма умножения. 1. Обнулить регистр С (хранит промежуточные суммы и и
- 109. Этапы разработки ФМП 2. Множимое располагается в регистре А. Множитель в регистре В. Знаковые разряды устанавливаются
- 110. Этапы разработки ФМП 4. Производится сдвиг вправо регистров С и В, при этом сдвигаемый младший разряд
- 111. Этапы разработки ФМП Описание слов. Тип слова Формат Поля Примечание I A(4:0) ЗнА=(4) множи- мА=А(3:0) мое
- 112. Этапы разработки ФМП Описание слов. Тип слова Формат Поля Примечание О С(4:0) ЗнС=(4) старшая мС=С(3:0) часть
- 113. Логическое проектирование операционного автомата (ОА) Структурный базис ОА Структурный базис ОА - это набор элементов ,
- 114. Шины. Архитектуры шин. УГО шины. Каждая шина должна иметь свой собственный уникальный идентификатор, а также входные
- 115. Шины. Архитектуры шин. Шины могут изгибаться, разветвляться, пересекаться. По шинам можно передавать информацию от одного источника
- 116. Шины. Архитектуры шин. По шинам можно передавать информацию от многих источников к одному приёмнику. (управляемое мультиплексирование).
- 117. Порядок проектирования ОА 1. Описание ОА. В общем случае ОА может выполнять несколько ФМП(МП)
- 118. Порядок проектирования ОА МП слова МО ЛУ МП1 А(15.0) A:=B A=0 B(15.0) A:=A+B ----------------------------------------------------- МП2 A(7:0)
- 119. Порядок проектирования ОА МП слова МО ЛУ МП3 A(15.0) A:=B A=0 B(15.0) A:=A+B B=1 A:=A-B D=1
- 120. Методика синтеза канонической структуры ОА Исходные данные: S; Y; X; структурный базис. 1) Выделение регистров под
- 121. Методика синтеза канонической структуры ОА 2) Каждой микрооперации вида:
- 122. Методика синтеза канонической структуры ОА 3). Каждому логическому условию (ЛУ) вида:
- 123. Синтез ОА для блока умножения Составление алгоритма умножения
- 124. Синтез ОА для блока умножения Описание блока умножения: Составление таблицы: ________________________________ Слово МО Y ЛУ X
- 125. Синтез канонической структуры блока умножения Рисунок структуры блока
- 126. Порядок работы ОА В ОА в каждом машинном такте выполняется одна или несколько МО, причём сама
- 127. Порядок работы ОА ОА работает по тактам. В такте происходит: 1) формирование управляющих сигналов Y1,,,,,,Yn; 2)
- 128. Порядок работы ОА Длительность машинного такта: Tмт>ty+tmo+tлу В конце такта запись в регистр производится по синхроимпульсу
- 129. Характеристики ОА 1. Производительность (количество МО за такт). 2. Быстродействие (длительность такта). 3. Затраты оборудования.
- 130. Структурная организация ОА. Классификация структур автоматов: 1.I –автоматы. Их производительность такая же как и у автоматов
- 131. Структурная организация ОА. 2. М –автоматы: в каждом машинном такте может выполняться только одна МО, следовательно
- 132. Структурная организация ОА. 4. S - автоматы: используются, когда надо обрабатывать большое количество слов. (например, каналы
- 133. Структурная организация ОА.
- 134. Построение ОЭ на основе регистра Возможные операции на регистре: 1). С:= А 2). С:=0 3). С:
- 135. Построение ОЭ на основе регистра Берём за основу универсальный регистр
- 136. Таблица функций регистра
- 137. Таблица описания работы ОЭ
- 138. Синтезируем комбинационную схему S0=y1+y3+y4 S1= y1+y5 R=y2 DL=0 DR=y3
- 139. Синтезированная структура ОЭ
- 140. Синтез операционного элемента на основе счётчика Режимы счётчика
- 141. Синтез операционного элемента на основе счётчика Таблица микроопераций
- 142. Синтез операционного элемента на основе счётчика
- 143. Синтез операционного элемента на основе АЛУ Интерфейс микросхемы АЛУ
- 144. Операции АЛУ Перечень выполняемых АЛУ операций дан в след.таблице. Для краткости двоичные числа s3s2s1s0 представлены их
- 145. Операции АЛУ
- 146. Соединение нескольких АЛУ При операциях над словами большой размерности АЛУ соединяются друг с другом с организацией
- 147. Соединение нескольких АЛУ
- 148. Синтез операционного элемента на основе АЛУ Перечень микроопераций: F=A+B F=A-B F=A+1 F=A-1 F=A&B F=A/\B
- 149. Синтез операционного элемента на основе АЛУ Таблица микроопераций для синтеза ОЭ
- 150. Синтез операционного элемента на основе АЛУ
- 151. Управляющий автомат
- 152. Типы цифровых автоматов Два типа автоматов: А) Цифровой автомат Мили; Б) Цифровой автомат Мура.
- 153. Определение автомата Мили Конечным детерминированным автоматом типа Мили называется совокупность пяти объектов , где S, X
- 154. Определение автомата Мили (Отображения и получили названия, соответственно функции переходов и функции выходов автомата A). Особенностью
- 155. Цифровой автомат Мура Зависимость выходного сигнала только от состояния представлена в автоматах типа Мура(англ. Moore machine).
- 156. Цифровой автомат Мура Конечным детерминированным автоматом типа Мура называется совокупность пяти объектов: где S, X, Y
- 157. Цифровой автомат Мура Особенностью автомата Мура является то, что символ y(t) в выходном канале существует все
- 158. Структурная организация управляющих автоматов. Построение цифрового автомата по схеме Мура.
- 159. Построение цифрового автомата по схеме Мура. КС1 управляет памятью; КС2 формирует набор выходных сигналов; V-сигнал возбуждения,
- 160. Построение цифрового автомата по схеме Мура. Исходные данные для автомата Мура: ФМП хранит всю информацию.
- 161. Построение цифрового автомата по схеме Мура Формализуем МП с помощью закодированного графа, в котором каждая микрооперация
- 162. Переход от содержательного графа к закодированному графу
- 163. Этапы синтеза УА 1. Построение таблицы микроопераций и логических условий. 2. Построение закодированного графа ФМП путём
- 164. Этапы синтеза УА 4. Построение графа автомата МУРА: Каждому состоянию поставить в соответствие вершину графа; Каждому
- 165. Этапы синтеза УА 5. Построение списка переходов в табличной форме. В таблице каждая дуга соответствует строке
- 166. Организация памяти цифрового автомата Память ЦА строится на основе регистра. Разрядность регистра определяется формулой, где P-количество
- 167. Пример синтеза УА для умножения
- 168. Закодированный граф ФМП
- 169. Составление списка (таблицы) переходов
- 170. Составление списка (таблицы) переходов
- 171. Составление списка (таблицы) переходов
- 172. Составление списка (таблицы) переходов
- 173. Функции сигналов возбуждения D0=a0*x1+a1*!x2+a2*!x3+a4*!x5+a4*x5+a7*!x6+a15*!x8 D1= D2= и т.д.
- 174. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ
- 175. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ Y=!x1!x2x3+(!x1x2!x3+!x1x2x3)+ +(x1x2!x3+x1x2x3) Y=!x1!x2x3+!x1x2+x1x2 Y=!x1!x2x3+x2
- 176. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ Таблица сократилась:
- 177. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ Данный подход можно распространить на систему булевых функций:
- 178. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ Пусть заданы четыре булевых функции от 5-ти переменных.
- 179. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ
- 180. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ
- 181. Технология подготовки записей булевых функций для программирования ПЛМ Y1=Z1; Y2=Z2+Z3; Y3=Z1+Z3; Y4=Z1+Z2+Z3+Z4 ПЗУ реализуют произвольную логическую
- 182. Структура ПЛМ
- 184. Электрическая схема ПЛМ
- 185. УГО ПЛМ Для того чтобы отличать ПЛМ от ПЗУ при изображении принципиальных электрических схем, в среднем
- 186. Построение УА на ПЛМ
- 187. Определение набора ПЛМ ПЛМ имеют 16 входов,8 выходов и от 48 до 68 конъюнкций. Для определения
- 188. Формула для определения необходимого количества ПЛМ Количество ПЛМ Q:
- 189. Порядок подготовки таблиц для программирования ПЛМ Распределить управляющие сигналы и сигналы возбуждения между всеми ПЛМ (сигналы
- 190. Подготовка таблиц ПЛМ Выполнить (виртуальное) программирование ПЛМ. Для каждой ПЛМ составить таблицу соединений. В каждой таблице
- 191. Подготовка таблиц ПЛМ В каждой строке входов прямое значение переменной кодировать единицей, инверсное – нулём, а
- 193. Скачать презентацию