Големина на текста:
Микропроцесорна техника
1
Лекция 1
Принципи за обработка на информацията.
Архитектура на микропроцесорна система
1. Общи сведения
Микропроцесорната техника е област от науката, която се занимава с
машинна обработка на информацията, начините за общуване с човека с тези
машини и приложението им. Изчислителните машини (компютри и контролери)
са техническите средства на микропроцесорната техника. Съществуват няколко
вида изчислителни машини: аналогови и цифрови. На практика поради
изключително бързото си развитие и големи предимства се използват и
произвеждат почти само цифрови изчислителни машини (микропроцесори).
От гледна точка на технологията за обработка на информация можем да
представим този процес с три блока: блок за въвеждане на информацията, блок
за обработка и блок за извеждане на информацията.
Фиг. 1 Блокова схема за обработка на информация
Тази блокова схема е обобщена като се предполага, че алгоритъма за
обработка на информацията може да бъде задаван. За тази цел е необходимо да
се въвежда и два типа информация – програми, с които се задава алгоритъма на
обработка и входни данни, над които се извършва обработката.
Програмите са записани с помощта на някакъв формален език, наречен език
за програмиране. който може да бъде от различно ниво. Типично езика за
програмиране, на който се създават програми е от високо ниво. За да могат
програмите да се изпълнят от процесора, те се транслират до кодови (числови)
команди за процесора.
Данните могат да бъдат говор, звук, текст, данни от датчици и други
аналогови и цифрови сигнали, преобразувани в цифрови данни.
Както програмите, така и данните представляват информационен поток. За
временното им съхранение се използва памет, която се намира в блока за
обработка. Наборът от инструкции (команди), които може да извършва
микропроцесора, е краен и е конкретен за всеки тип.
БЛОК за
въвеждане на
информацията
БЛОК за обработка
Процесор
Памет
БЛОК за
извеждане на
информацията
Микропроцесорна техника
2
В зависимост от това дали потоците от данни и инструкции са отделни (и се
съхраняват в отделна памет) или са мултиплексирани в общ смесен поток и се
обменят по обща шина за данни и команди съществуват два фундаментални
типа архитектури. Първата архитектура се нарича архитектура ХАРВАРД, а
втората е архитектура ФОН НОЙМАН (Принстън). Те са представени на
следващите фигури.
Архитектура ХАРВАРД
Архитектура ФОН НОЙМАН (Принстън)
2. Представяне на информацията в микропроцесорните
системи.
Микропроцесорните системи използват двоична бройна система.
Изграждането на тези системи е на основата на тригери, регистри и цифрови
микропрограмни автомати. За представянето на информацията се използват
двоични числа. Тяхната дължина не е произволна а е кратна на най-малката
дължина 8 бита и се нарича байт. Типичната дължина на тази информация е1, 2,
4 или 8 байта.
Процесорите могат да обработват паралелно много битове. Те също не са
произволно число и то е кратно на степените на 2. Броят на едновременно
обработваните битове определя дължината на “машинната дума”. В зависимост
от дължината на думата имаме 8, 16, 32, 64 бита и т.н процесори.
Има различни начини на представяне на числата в двоична бройна система.
Целите числа могат да бъдат кодирани с n бита, са 2
n
(от 0 до 2
n
-1). Ако имаме 2
байтова дума или 16 бита и с нея запишем едно число например:
Микропроцесорна техника
3
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
Това число е 46934. Максималното число, което можем да запишем е
2
16
=65535, а минималното е 0. Този запис се нарича запис на цели числа без
знак.
Ако искаме да записваме дробни числа можем да оставим един байт за
цялата част и един за дробната. Мястото където ще смятаме, че има десетична
запетая постоянно и условно избрано от конструктора. Тогава записът от
горният пример ще съдържа числото 183.3359375. Този запис се нарича запис на
дробни числа с фиксирана запетая без знак.
Аналогично за да можем да записваме числа със знак един бит е достатъчен
за тази цел. Значещите битове намаляват с единица и тогава записът от горният
пример ще съдържа числото -14166. Този запис се нарича запис на дробни числа
с фиксирана запетая със знак.
Всички тези начини са сравнително кратки, но имат и много недостатъци:
? Не могат да се записват много големи и много малки числа;
? Ако числото е много малко или много голямо се губи точност, като не се
използва голяма част от думата;
Универсалният начин на записване на числата е с плаваща запетая.
Структурата на този запис е показан на фиг. 2.
Знак на експонентата
Експонента
Знак на мантисата
Мантиса
Фиг.2 Представяне на числата с плаваща запетая
По този начин се избягват много от посочените недостатъци.
В някои случаи се налага да се използва така наречения обратен код на
даден запис. Това е код при който всеки бит е инвертиран. На посочения по-горе
пример е даден обратния код (Фиг. 3).
Код на числото
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
Обратен код
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
Фиг. 3 Обратен код на числата
Често употребяван за представяне на отрицателни допълнителния код. С
негова помощ може операция изваждане да се сведе до операция сумиране. Този
код се получава, като към обратния код се прибави единица. На посочения по-
горе пример е даден допълнителния код (Фиг. 4).
Код на числото
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
Допълнителен код
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
Фиг. 4 Допълнителен код на числата

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Архитектура на микропроцесорите

Микропроцесорната техника е област от науката, която се занимава с машинна обработка на информацията, начините за общуване с човека с тези машини и приложението им...
Изпратен от:
svgsoftware1
на 2018-01-18
Добавен в:
Уроци
по Автоматика, изчислителна техника
Статистика:
5 сваляния
виж още
 
Подобни материали
 

Компютърни системи за управление


Да се проектира структурата, принципната схема и програмното осигуряване на микропроцесорна система за измерване и обработка на сигнали, базирана на едночипови микроконтролери ЕМК, фамилия MSC...
 
Онлайн тестове по Автоматика, изчислителна техника
Тест по електрически елементи на системите за автоматизация
тематичен тест по Автоматика, изчислителна техника за Ученици от 11 клас
Общи сведения и видове датчици. Електрически генераторни датчици. Параметрични датчици. Сравняващи устройства. Изпълнителни механизми и регулиращи органи. Тематичен тест по автоматика и изчислителна техника. Въпросите са само с един верен отговор.
(Лесен)
22
34
1
24.08.2012
test 343434
изпитен тест по Автоматика, изчислителна техника за Родители от 2 клас
test 343434
(За отличници)
35 минути
1
13
1
11.09.2014
» виж всички онлайн тестове по автоматика, изчислителна техника

Архитектура на микропроцесорите

Материал № 1306211, от 18 яну 2018
Свален: 5 пъти
Прегледан: 6 пъти
Предмет: Автоматика, изчислителна техника
Тип: Урок
Брой страници: 8
Брой думи: 1,837
Брой символи: 11,069

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Архитектура на микропроцесорите"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Последно видяха материала