Реферат по организации эвм
Обновлено: 05.07.2024
Таблица 2.4 Время выполнения команд в количестве тактов Наименование команд Способ адресации Количество тактов Количество обращений к ОП деление чисел с фиксированной запятой индексная 92 (ср) 3 деление чисел с плавающей запятой индексная 56 3 логический сдвиг индексная min (1). УА УУ — управляющий автомат устройства управления. Формирует цикл выполнения команды в соответствии с ее типом… Читать ещё >
Организация ЭВМ ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )
Содержание
- 1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА (АЛУ)
- 1. 1. Определение форматов данных и способа их представления в процессоре
- 1. 2. Разработка микропрограмм выполнения операций и структурной схемы операционной части АЛУ
- 1. 3. Построение функциональной схемы одного разряда АЛУ
- 2. 1. Определение списка команд
- 2. 2. Определение структуры и формата команд
- 2. 3. Разработка структурной схемы процессора и микропрограмм выполнения команд
- 2. 4. Оценка времени выполнения команд
Описание блоков АЛУ см. выше.
СмАК — адресный сумматор. Предназначен для формирования исполнительных адресов операндов и результата, адреса очередной команды программы при принудительном порядке следования команд.
РК — регистр команд (32 бита). Служит для хранения выполняемой команды программы на время ее обработки.
РД — регистр данных (16 бит).
ОП — оперативная память.
СчАК — счетчик адреса команд. Предназначен для хранения адреса выполняемой команды и формирования адреса очередной команды программы при естественном порядке следования команд.
СчЦ — счетчик цикла. Используется в операциях управления циклом и пересылки группы слов.
РА — регистр адреса. Содержит адрес ячейки ОП при обращении к ней.
РОН — блок регистров общего назначения.
ДшРОН — дешифратор номера регистра.
МП — мультиплексор. Предназначен для передачи на вход адресного сумматора одного из смещений адреса или на вход ДшРОН одного из номеров регистра, указанных в адресном поле команды.
УА УУ — управляющий автомат устройства управления. Формирует цикл выполнения команды в соответствии с ее типом. В каждом такте цикла УА УУ выдает необходимые для реализации конкретной команды управляющие сигналы у1-у31, поступающие в различные узлы процессора.
БУ ОП — блок местного управления ОП.
ГС — генератор импульсов синхронизации. Осуществляет синхронизацию работы управляющего автомата.
Структурная схема процессора приведена в приложении 5.
4. Оценка времени выполнения команд.
В таблице 2.4 указано время выполнения команд в тактах. Эта оценка произведена по графсхемам составленных микропрограмм подсчетом общего количества или определением среднего количества операторов (тактов) микропрограммы.
Таблица 2.4 Время выполнения команд в количестве тактов Наименование команд Способ адресации Количество тактов Количество обращений к ОП деление чисел с фиксированной запятой индексная 92 (ср) 3 деление чисел с плавающей запятой индексная 56 3 логический сдвиг индексная min (1)
42 3 28 (ср) сумма по модулю два индексная 11 3 пересылка слова индексная 4 2 пересылка группы слов индексная min (2 слова)
4 загрузка РОН индексная 3 1 загрузка РОН непосредственная 1 — запись РОН индексная 3 1 безусловный переход индексная 1 — безусловный переход косвенная регистровая 1 — безусловный переход прямая 1 — условный переход по отрицательному результату индексная min
1 — 0,5 (ср) безусловный переход с возвратом (вызов подпрограммы) индексная 2 — управление циклом индексная min
В первую очередь при проектировании процессора необходимо определить список команд (см. Табл. 2.1), необходимых для выполнения технического задания. Кроме этого нужно составить список микроопераций, используемых в процессоре (Табл. 2.3). Совокупность этих данных и определяет структурную схему процессора. К этому процессу нужно относиться очень ответственно, так как малейшая погрешность приведёт к неработоспособности процессорного блока.
На основе классических знаний в области электронно-вычислительной техники и современных тенденций её развития и в соответствии с техническим заданием по курсовому проектированию в данной работе разработано специализированное вычислительное устройство с ограниченным числом функций.
В рамках первого раздела разработанного арифметико-логического устройства процессора, для чего определены форматы данных и способы их представления в процессоре, разработаны микропрограммы выполнения операций и структурная схема операционной части АЛУ. Приведены соответствующие схемы и граф-схемы, иллюстрирующие процессы, происходящие в устройстве.
Во втором разделе произведена разработка структурной схемы процессора, определены необходимые данные для его проектирования, как ТО:
— список команд процессора;
— список микроопераций, используемых для управления работой процессора;
— список логических условий, используемых в процессоре.
Также произведена оценка времён выполнения команд на основе анализа граф-схем составленных микропрограмм путём подсчёта общего количества или определением среднего значения количества тактов.
Итогом выполнения курсового проекта является получение знаний и навыков для разработки различного рода вычислительных устройств с различной конфигурацией.
Граф-схема алгоритма выполнения операцииделение с фиксированной запятой
(Делимое — Рсм Делитель — Р1 Частное — Р2)
Граф-схема алгоритма выполнения операцииделение с плавающей запятой
(Делимое — Рсм Делитель — Р1 Частное — Р2)
Граф-схема алгоритма выполнения операциилогический сдвиг
(Число — Рсм Сдвиг (Р1[0]=0-влево; Р1[0]=1-вправо) — Р1 Результат — Р2)
Граф-схема алгоритма выполнения операциисложение по модулю два (исключающее ИЛИ) Р2 = Рсм (Р1
Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!
Александров Николай, студент группы С-34.
Кузьмин Евгений, студент группы С-34.
д. т. н. профессор С.Т. Мартирасян.
У оперативной памяти есть два важных недостатка. Первый — это цена. Второй недостаток связан с тем, что оперативная память полностью очищается при выключении компьютера, то есть ее нельзя использовать для длительного хранения программ и данных. Поэтому для длительного хранения больших объемов информации нужны другие носители. В качестве таких носителей используют магнитные, оптические, магнитооптические и другие. Скорость обращения к данным у них в тысячи раз меньше, чем у оперативной памяти, но зато меньше цена хранения одного мегабайта, сейчас цена 1 мегабайта порядка одного цента. проблем
В основе действия всех внешних накопительных устройств лежит принцип механического перемещения носителя относительно устройства, выполняющего считывание и запись информации. Чем выше скорость движения, тем быстрее работает устройство. Для достижения сверхвысоких скоростей требуется высо чайшая точность изготовления механических частей и герметичное исполнение прибора, исключающее попадание пыли, дыма, влаги и прочего мусора.
Перфорационная карта, перфорированная карта, перфокарта - носитель информации в виде карточки из бумаги, картона, реже из пластмассы, стандартных формы и размеров, на которую информация наносится пробивкой отверстий (перфораций). Перфорационные карты применяют главным образом для ввода и вывода данных в ЭВМ, а также в качестве основного носителя записи в перфорационных вычислительных комплектах. Существует большое число видов карт, различающихся формой, размерами, объёмом хранимой информации, формой и расположением отверстий. В СССР использовали перфорированные карты в основном с 80 колонками (в устаревших моделях вычислительных устройств встречаются 45-колонные), изготовляемые из плотного картона толщиной 0,18 мм в виде прямоугольника со сторонами 187,4 и 82,5 мм. Для удобства подборки и укладки левый верхний угол карты срезан. Колонки размечают поперёк карты; вдоль карта разбивается на 12 строк (10 основных и 2 дополнительные). На одной перфорированной карте можно записать до 80 знаков (примерно 10—15 слов). Скорость обработки машинных перфокарт достигает 2000 карт в 1 мин. Воспроизведение (считывание) информации осуществляется с помощью электромеханических считывателей или фотоэлементами. За рубежом применяли также перфокарты с 90, 40 и 21 колонкой с 6, 12 и 10 строками соответственно. Разновидность перфокарт — карты с краевой перфорацией, применяемые в информационных системах, и карты для пишущих автоматов. Карта с краевой перфорацией, носитель информации в виде карты из плотной бумаги, тонкого картона или пластмассового листа стандартной формы и размеров, имеющей по краям один или несколько рядов отверстий (перфораций). Информация размещается на средней части карты, а характеризующие ее признаки кодируются системой прорезей от отверстий к краям карты. Поиск и выборка документа в наборе карт производится
Сдал: Ивушкина В.Е.
Принял: Плотников В.Ф.Воронеж
2012
1. Общая характеристика интерфейсов
1 1.1 Основные понятия. Определение интерфейса.Интерфе́йс (от англ. interface — поверхность раздела, перегородка) — совокупность средств, методов и правил взаимодействия (управления, контроля и т. д.) между элементами системы. На практике интерфейс - это многоконтактное разъёмное кабельное соединение с чётким разграничениемсигналов для каждого провода. Он позволяет присоединять и работать с различными периферийными устройствами.
Интерфейс должен обеспечивать:
1. Простое и быстрое соединение устройства с любым другим, имеющим такой же интерфейс;
2. Совместную работу устройств без ухудшения их технических характеристик;
3. Высокую надежность.
Под стандартным интерфейсом понимаетсясовокупность унифицированных аппаратных, программных и конструктивных средств, необходимых для реализации взаимодействия различных функциональных модулей в микропроцессорных системах (МПС) при условиях, предписанных стандартом и направленных на обеспечение информационной, электрической и конструктивной совместимости указанных модулей.
Основными элементами интерфейса являются:
1.Совокупность правил обмена;
2. Аппаратная часть интерфейса (физическая реализация);
3. Программное обеспечение интерфейса.
Основные функции интерфейса заключаются в обеспечении информационной, электрической и конструктивной совместимости между функциональными элементами системы2 1.2 Интерфейсные функции.
Основные функции интерфейса заключаются в обеспечении конструктивной, электрической и информационной совместимости между функциональными элементами системы.
Конструктивнаясовместимость – это согласованность конструктивных элементов интерфейса, предназначенных для обеспечения механического контакта электрических соединений и механической замены схемных элементов, блоков и устройств.
Условия конструктивной совместимости определяют:
1. Типы соединительных элементов (разъем, штекер);
2. Распределение сигналов интерфейса по контактам соединительных элементов;
3.Типы конструкции платы, каркаса, стойки;
4. Конструкции кабельного соединения.Электрическая совместимость — это согласованность статических и динамических параметров передаваемых электрических сигналов в системе шин, с учетом используемой логики и нагрузочной способности элементов.
Условия электрической совместимости определяют:
1. Тип приемопередающих элементов;
2.Соотношение между логическим и электрическим состояниями сигналов и пределы их изменения;
3. Коэффициенты нагрузочной способности приемопередающих элементов;
4. Схему согласования линии;
5. Допускаемую длину линии и порядок подключения линий к разъемам;
6. Требования к источникам и цепям электрического питания;
7. Требования к.![]()
В реферате указаны этапы развития ЭВМ. Реферат можно использовать при подготовке к уроку информатике в 7 классе. Реферат подготовила ученица 7 класса Тидорич Снежана.
Содержимое разработки
Работу выполнила ученица 7 класса
Тидорич Снежана
Филиал МБОУ Сосновская СШ №1
Учитель информатики Лобанов С. В.
Человеческое общество по мере своего развития овладевало не только веществом и энергией, но и информацией. С появлением и массовым распространение компьютеров человек получил мощное средство для эффективного использования информационных ресурсов, для усиления своей интеллектуальной деятельности. С этого момента (середина XX века) начался переход от индустриального общества к обществу информационному, в котором главным ресурсом становится информация.
Возможность использования членами общества полной, своевременной и достоверной информации в значительной мере зависит от степени развития и освоения новых информационных технологий, основой которых являются компьютеры. Рассмотрим основные вехи в истории их развития.
Первая ЭВМ ENIAC была создана в конце 1945 г. в США.
Основные идеи, по которым долгие годы развивалась вычислительная техника, были сформулированы в 1946 г. американским математиком Джоном фон Нейманом. Они получили название архитектуры фон Неймана.
В 1949 году была построена первая ЭВМ с архитектурой фон Неймана – английская машина EDSAC. Годом позже появилась американская ЭВМ EDVAC.
В нашей стране первая ЭВМ была создана в 1951 году. Называлась она МЭСМ — малая электронная счетная машина. Конструктором МЭСМ был Сергей Алексеевич Лебедев.
Серийное производство ЭВМ началось в 50-х годах XX века.
Электронно-вычислительную технику принято делить на поколения, связанные со сменой элементной базы. Кроме того, машины разных поколений различаются логической архитектурой и программным обеспечением, быстродействием, оперативной памятью, способом ввода и вывода информации и т.д.
Первое поколение ЭВМ.
Первое поколение ЭВМ — ламповые машины 50-х годов. Скорость счета самых быстрых машин первого поколения доходила до 20 тысяч операций в секунду. Для ввода программ и данных использовались перфоленты и перфокарты. Поскольку внутренняя память этих машин была невелика (могла вместить в себя несколько тысяч чисел и команд программы), то они, главным образом, использовались для инженерных и научных расчетов, не связанных с переработкой больших объемов данных. Это были довольно громоздкие сооружения, содержавшие в себе тысячи ламп, занимавшие иногда сотни квадратных метров, потреблявшие электроэнергию в сотни киловатт. Программы для таких машин составлялись на языках машинных команд, поэтому программирование в те времена было доступно немногим.
Второе поколение ЭВМ.
В 1949 году в США был создан первый полупроводниковый прибор, заменяющий электронную лампу. Он получил название транзистор. В 60-х годах транзисторы стали элементной базой для ЭВМ второго поколения. Переход на полупроводниковые элементы улучшил качество ЭВМ по всем параметрам: они стали компактнее, надежнее, менее энергоемкими. Быстродействие большинства машин достигло десятков и сотен тысяч операций в секунду. Объем внутренней памяти возрос в сотни раз по сравнению с ЭВМ первого поколения. Большое развитие получили устройства внешней (магнитной) памяти: магнитные барабаны, накопители на магнитных лентах. Благодаря этому появилась возможность создавать на ЭВМ информационно-справочные, поисковые системы (это связано с необходимостью длительно хранить на магнитных носителях большие объемы информации). Во времена второго поколения активно стали развиваться языки программирования высокого уровня. Первыми из них были ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Программирование как элемент грамотности стало широко распространяться, главным образом среди людей с высшим образованием
Третье поколение ЭВМ
Третье поколение ЭВМ создавалось на новой элементной базе — интегральных схемах: на маленькой пластине из полупроводникового материала, площадью менее 1 см 2 монтировались сложные электронные схемы. Их назвали интегральными схемами (ИС). Первые ИС содержали в себе десятки, затем — сотни элементов (транзисторов, сопротивлений и др.). Когда степень интеграции (количество элементов) приблизилась к тысяче, их стали называть большими интегральными схемами — БИС; затем появились сверхбольшие интегральные схемы — СБИС. ЭВМ третьего поколения начали производиться во второй половине 60-х годов, когда американская фирма IBM приступила к выпуску системы машин IBM-360. В Советском Союзе в 70-х годах начался выпуск машин серии ЕС ЭВМ (Единая Система ЭВМ). Переход к третьему поколению связан с существенными изменениями архитектуры ЭВМ. Появилась возможность выполнять одновременно несколько программ на одной машине. Такой режим работы называется мультипрограммным (многопрограммным) режимом. Скорость работы наиболее мощных моделей ЭВМ достигла нескольких миллионов операций в секунду. На машинах третьего поколения появился новый тип внешних запоминающих устройств — магнитные диски. Широко используются новые типы устройств ввода-вывода: дисплеи, графопостроители. В этот период существенно расширились области применения ЭВМ. Стали создаваться базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного проектирования (САПР) и управления (АСУ). В 70-е годы получила мощное развитие линия малых (мини) ЭВМ.
Четвертое поколение ЭВМ
Очередное революционное событие в электронике произошло в 1971 году, когда американская фирма Intel объявила о создании микропроцессора. Микропроцессор — это сверхбольшая интегральная схема, способная выполнять функции основного блока компьютера — процессора. Первоначально микропроцессоры стали встраивать в различные технические устройства: станки, автомобили, самолеты. Соединив микропроцессор с устройствами ввода-вывода, внешней памяти, получили новый тип компьютера: микро ЭВМ. Микро ЭВМ относятся к машинам четвертого поколения. Существенным отличием микро ЭВМ от своих предшественников являются их малые габариты (размеры бытового телевизора) и сравнительная дешевизна. Это первый тип компьютеров, который появился в розничной продаже.
Другая линия в развитии ЭВМ четвертого поколения, это — суперкомпьютер. Машины этого класса имеют быстродействие сотни миллионов и миллиарды операций в секунду. Суперкомпьютер – это многопроцессорный вычислительный комплекс.
Читайте также:
