Микропроцессорные Устройства Реферат
Микропроцессорные Устройства Реферат
Даны два массива чисел числа восьмиразрядные со знаком. Количество чисел в массивах одинаковое и равно N
. Найти сумму положительных чётных в первом массиве и положительных нечётных чисел во втором массиве. Сравнить суммы между собой.
Разработать микропроцессорное устройство, выполняющее операции вычисления целых чисел, используя:
В процессорное устройство необходимо включить логические элементы для формирования адресов ячеек памяти.
2 Два подхода к построению процессорного устройства
Существует два принципиально разных подхода к проектированию микропроцессорного устройства: использование принципа схемной логики
и использование принципа программируемой логики
.
В первом случае в процессе проектирования подбирается некоторый набор цифровых микросхем (обычно малой и средней степени интеграции) и определяется такая схема соединения их вводов, которая обеспечивает требуемое функционирование (т. е. функционирование микропроцессора определяется тем, какие выбраны микросхемы и по какой схеме выполнено соединение их выводов). Устройства, основанные на таком принципе схемной логики, способны обеспечивать наивысшее быстродействие при заданном типе технологии элементов. Недостаток этого принципа построения процессора состоит в трудности использования БИС (больших интегральных схем) и СБИС (сверхбольших интегральных схем). Это связано с тем, что при использовании схемного принципа каждый разрабатываемый процессор окажется индивидуальным по схемному построению и потребует изготовления индивидуального типа БИС. Тогда выпускаемые промышленностью БИС окажутся узкоспециализированными, число выпускаемых типов БИС будет большим, а потребность в каждом типе БИС окажется низкой. Выпуск многих типов БИС малыми сериями по каждому типу для промышленности окажется экономически невыгодным.
Процессор, построенный на одной или нескольких БИС, называется микропроцессором
.
Операционным
называют устройство, предназначенное для выполнения каких-либо операций.
Операционные устройства могут быть простыми
, предназначенными для выполнения конкретного алгоритма над определённым видом информации, и сложными
, предназначенными для выполнения множества алгоритмов над информацией разного вида.
Любое операционное устройство представляет собой цифровой автомат. К простым операционным устройствам относятся, например, счётчики, регистры. Простые операционные устройства не требуют какого-либо управления, в отличие от сложных.
Сложное операционное устройство состоит из двух частей: из операционного автомата, реализующего алгоритм, и из управляющего автомата, отвечающего за поведение операционного автомата.
Сложные операционные устройства бывают последовательные, т. е. с многотактовым выполнением своих функций, или параллельными, или однотактовыми. Часто используются промежуточные, параллельно-последовательные формы операционных устройств.
Процесс функционирования операционного устройства распадается на последовательность элементарных действий в его узлах, например:
1). Установка регистра в некоторое состояние;
2). Инвертирование содержимого разрядов регистра;
3). Пересылка содержимого из одного узла в другой;
6). Некоторые логические действия (операции дизъюнкции, конъюнкции, эквивалентности и др.).
Каждое такое элементарное действие, выполняемое в одном из узлов операционного устройства в течение одного тактового периода, называется микрооперацией
.
Совокупность нескольких одновременно выполняемых операций называется микрокомандой
, а набор микрокоманд, предназначенный для решения определённой задачи, называется микропрограммой
.
Для синтеза операционного устройства нужно чётко знать, какие операции выполняются и в какой последовательности.
Синтез операционного устройства включает в себя построение алгоритма операционного устройства. Прежде, чем строить алгоритм, операционное устройство разбивается на отдельные блоки.
Для выполнения поставленной задачи необходимо иметь:
· Регистр для хранения и обработки числа R;
· Регистры для хранения чётных Sч и нечётных Sн чисел;
· Регистр для формирования адресов ячеек памяти Rа;
· Счётчики чисел в массивах Сч(а) и Сч(в);
· Компаратор для сравнения суммы чётных и нечётных чисел Comp;
· Шифратор CD и дешифратор DC для перевода чисел.
· Если суммы четных и нечётных чисел равны, то Сч = 1.
у 0
: обнуление регистра адреса: Rа ← 0;
у 1
: запись в счётчик числа 1: Сч(а) ← 1;
у 2
: запись в счётчик числа 1: Сч(в) ← 1;
у 3
: обнуление регистра для хранения суммы чётных чисел: Sч ← 0;
у 4
: обнуление регистра для хранения суммы нечётных чисел: Sн ← 0;
у 5
: считывание в регистр очередного элемента массива А: R ← А [Сч(а)];
у 6
: суммирование значений регистров R и Sч и запись результата в регистр Sч: Sч ← Sч + R;
у 7
: увеличение адреса числа на 1: Rа ← Rа + 1;
у 8
: переход к следующему элементу массива А: Сч(а) ← Сч(а) + 1;
у 9
: считывание в регистр очередного элемента массива В: R ← В [Сч(в)];
у 10
: суммирование значений регистров R и Sн и запись результата в регистр Sн: Sн ← Sн + R;
у 11
: увеличение адреса числа на 1: Rа ← Rа + 1;
у 12
: переход к следующему элементу массива В: Сч(в) ← Сч(в) + 1;
у 13
: сравнение значений регистров Sч и Sн: Comp ← Sч = Sн.
х 1
: проверка на «знак»: R [7] = 0;
х 2
: проверка на чётность элемента массива А: R [0] = 0;
х 3
: проверка на то, последнее ли это число массива А: Сч(а) = N;
х 5
: проверка на чётность элемента массива B: R [0] = 0;
4 Построение алгоритма операционного устройства
4.1 Понятие алгоритма, его виды и свойства
Алгоритм
– строгая последовательность действий, описывающая процесс преобразования объекта из начального состояния в конечное, записанная с помощью понятных исполнителю команд.
Исполнитель
– это объект, выполняющий действия.
Алгоритмизация — процесс разработки алгоритма (плана действий) для решения задачи.
Алгоритмы состоят из отдельных команд, которые выполняются одна за другой в определённой последовательности.
Линейным
называется такой алгоритм, при котором все действия выполняются однократно в заданном порядке.
Циклический алгоритм – это алгоритм, в котором все действия должны повторяться указанное число раз или пока не выполнено заданное условие.
Разветвляющийся алгоритм – это алгоритм, в котором в зависимости от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий.
2. Детерминированность
(от латинского определённость, точность) – это ясность для исполнителя последовательности выполнения команд;
3. Результативность
– это свойство, обеспечивающее преобразование объекта из начального состояния в конечное за конечное число шагов;
4. Массовость
– это свойство предполагает, что алгоритм должен быть пригоден для решения всех задач данного типа;
5.
Конечность - каждое действие в отдельности и алгоритм в целом должны иметь возможность завершения.
Алгоритм должен быть формализован по некоторым правилам посредством конкретных изобразительных средств. К ним относятся следующие способы записи алгоритмов: словесный, формульно-словесный, графический, язык операторных схем, алгоритмический язык.
Наибольшее распространение благодаря своей наглядности получил графический (в виде блок-схем) способ записи алгоритмов.
Блок- схемой
называется графическое изображение логической структуры алгоритма, в котором каждый этап процесса обработки информации представляется в виде геометрических символов (блоков), имеющих определенную конфигурацию в зависимости от характера выполняемых операций.
Условие алгоритма (это высказывание, которое может быть либо истинным, либо ложным);
2. Обнуляем регистр адреса Rа: Rа¬0;
3. Записываем в счётчик Сч(а) число 1: Сч(а)¬1;
4. Записываем в счётчик Сч(в) число 1: Сч(в)¬1;
5. Записываем в регистр сумму чётных чисел Sч: число 0: Sч¬0;
6. Записываем в регистр сумму нечётных чисел Sн: число 0: Sн¬0;
7. Считываем в регистр R число из массива А с порядковым номером Сч(а) (с тем числом, которое хранится в этом счётчике): R¬А[Сч(а)];
8. Проверяем число на «знак»: R[7]=0. Если старший разряд числа:
· равен 0, то число положительное, переходим к шагу 9;
· не равен 0, то число отрицательное, переходим к шагу 12;
9. Проверяем число на чётность: R[0]=0. Если младший разряд числа:
· равен 0, то число чётное, переходим к шагу 10;
· не равен 0, то число нечётное, переходим к шагу 12;
10. Производим сложение числа, находящегося в регистре Sч и числа, находящегося в регистре R. Результат помещаем в регистр Sч: Sч¬Sч+R;
11. Увеличиваем адрес числа на 1: Rа¬Rа+1;
12. Проверяем, последнее ли это число массива А: Сч(а)=N:
· если нет, то переходим к шагу 13;
13. Увеличиваем значение счётчика Сч(а) на единицу: Сч(а)¬Сч(а)+1 и переходим к шагу 7;
14. Считываем в регистр R число из массива В с порядковым номером Сч(в): R¬В[Сч(в)];
15. Проверяем число на «знак»: R[7]=0. Если старший разряд числа:
· равен 0, то число положительное, переходим к шагу 16;
16. Проверяем число на чётность: R[0]=0. Если младший разряд числа:
· равен 0, то число чётное, переходим к шагу 19;
· не равен 0, то число нечётное, переходим к шагу 17;
17. Производим сложение числа, находящегося в регистре Sн и числа, находящегося в регистре R. Результат помещаем в регистр Sн: Sн¬Sн+R;
18. Увеличиваем адрес числа на 1: Rа¬Rа+1;
19. Проверяем, последнее ли это число массива В: Сч(в)=N:
· если нет, то переходим к шагу 20;
20. Увеличиваем значение счётчика Сч(в) на единицу: Сч(в)¬Сч(в)+1 и переходим к шагу 14;
21. Сравниваем сумму чётных и нечётных чисел: Sч=Sн;
· Если нет, то переходим к шагу 23;
Устройство управления
(или управляющее
устройство
) входит в состав микропроцессора и предназначено для подачи управляющих сигналов в устройства ЭВМ, и обеспечивает их соответствующее функционирование и взаимодействие друг с другом.
Синтез управляющего устройства основан на синтезе операционного устройства. За основу берётся схема алгоритма операционного устройства, на базе этой схемы строится схема алгоритма в микрооперациях, схема алгоритма в макрооперациях, схема алгоритма в микрокомандах и граф функционирования. Завершающим этапом синтеза устройства управления является построение структурной схемы устройства управления.
Микрооперации обозначаются символами у 0
, у 1
, у 2
и т. д. Совокупность нескольких однотипных микроопераций образуют макрооперацию. Макрооперации обозначаются символами Y 0
, Y 1
, Y 2
, и т. д. Для обозначения микрокоманд применяются символы а 0
, а 1
, а 2
и т. д.
5.1 Построение схемы алгоритма в микрооперациях
5.2 Построение схемы алгоритма в макрооперациях
5.3 Построение схемы алгоритма в микрокомандах
5.4 Построение графа функционирования
5.5 Структурная схема устройства управления
Банк рефератов содержит более 364 тысяч рефератов , курсовых и дипломных работ, шпаргалок и докладов по различным дисциплинам: истории, психологии, экономике, менеджменту, философии, праву, экологии. А также изложения, сочинения по литературе, отчеты по практике, топики по английскому.
Название: Разработка микропроцессорного устройства
Раздел: Рефераты по информатике
Тип: реферат
Добавлен 12:50:19 11 июля 2011 Похожие работы
Просмотров: 522
Комментариев: 14
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
Реферат : Разработка микропроцессорного устройства
Микропроцессоры (6) - Реферат
Курсовая работа: Микропроцессоры и их характеристики - Studrb.ru
Разработка микропроцессорного устройства . Курсовая работа...
Реферат : Микропроцессоры . Скачать бесплатно и без регистрации
Мәдениет Адамның Рухани Тіршілігі Эссе
Космическая Гонка Ссср И Сша Реферат
Забвению Не Подлежит Сочинение Шолохов
Как Прошить Реферат Образец
Жизненный Опыт Человека Сочинение