Компьютеры с шинной организацией архитектуры.

    Команды низкого уровня задают последовательность простейших низкоуровневых операций: пересылку и сдвиг данных, запоминание результатов и пр. Такие операции называютмикрооперациями, а команды, формируемые УУ, называют микропрограммой.

УУ имеет в своем составе три устройства:

• регистр команды – содержит код команды во время ее выполнения;

• программный счетчик – содержит адрес очередной, подлежащей исполнению команды;

• регистр адреса – в котором вычисляются адреса ячеек памяти, содержащие операнды.

    Для связи с компьютером предусмотрен пульт управления, который позволяет выполнить такие действия, как сброс ЭВМ в начальное состояние, просмотр регистра или ячейки памяти, запись адреса в программный счетчик, пошаговое выполнение программы при ее отладке и т.д.

    Память - это устройство для запоминания, хранения и выборки программ и данных. Память состоит из конечного числа ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный номер или адрес. Доступ к ячейке осуществляется путем указания ее адреса.

    Память может осуществлять два вида операций над данными: чтение с сохранением содержимого ячейки и запись нового значение с удалением предыдущего.

    Существуют несколько видов памяти компьютера: ПЗУ, ОЗУ, кэш-память, CMOS, внешняя память и т.п.

    Характеристиками памяти являются ее емкость, время доступа, энергозависимость.

    Внешние (периферийные) устройства (ВУ). К таким устройствам относятся устройства внешней памяти и коммуникационные устройства, предназначенные для связи компьютера с «внешним миром». Обмен данными с внешними устройствами осуществляется через порты ввода / вывода. Понятие «порт» – это абстрактное понятие. Порты можно рассматривать как ячейки памяти, через которые можно записать информацию в память и считать из нее. По аналогии с ячейками памяти, порты имеют уникальные номера – адреса портов ввода / вывода.

    Системная магистраль данных. Объединение функциональных блоков в единое устройство вычислителя осуществляется посредством системы шин: шины адреса, шины данных и шин управления. Шина данных – по ней осуществляется обмен информацией между блоками ЭВМ; шина адреса – используется для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение), и шина управления – для передачи управляющих сигналов.Совокупность их называют системной магистралью данных или системным интерфейсом.

    Каждая шина состоит из отдельных проводников (линий). Сигналы по линиям могут передаваться либо электрическими импульсами (наличие импульса соответствует логической «1», а отсутствие – логическому «0»), либо уровнем напряжения (высокий уровень – «1», низкий – «0»). Состав и назначение шины, правило их использования, виды передаваемых сигналов и др. могут существенно различаться у разных видов шин.

    Шириной шины называется количество линий, входящих в состав шины. Ширина адресной шины определяет размер адресного пространства компьютера (2^L, где L – ширина шины).

    Обычно на шине в любой момент можно выделить два активных устройства из числа подключенных. Одно из них называют задатчиком (оно инициирует операцию обмена данными), а другое – исполнителем (оно выполняет операцию: дешифрирует адреса и управляющие сигналы, принимает или передает данные...). В большинстве случаев задатчиком является центральный процессор. Память всегда выступает тольков качестве исполнителя.

    Генератор тактовой частоты предназначен для синхронизации различных процессов в цифровых устройствах — ЭВМ, электронных часах, таймерах и других. Он вырабатывает электрические импульсы (обычно прямоугольной формы) заданной частоты, которая часто используется как эталонная — считая количество импульсов, можно, например, измерять временные интервалы. В микропроцессорной технике один тактовый импульс, как правило, соответствует одной атомарной операции. Обработка одной инструкции может производиться за один или несколько тактов работы микропроцессора, в зависимости от архитектуры и типа инструкции. Частота тактовых импульсов определяет скорость вычислений. Кроме тактирования процессора, в обязанности тактового генератора входит организация циклов системной шины. Поэтому его работа часто тесно связана с циклами обновления памяти, контроллером прямого доступа к памяти (ПДП) и дешифратором сигналов состояния процессора.