Архитектура ЭВМ и ее структурная схема

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Архитектура ЭВМ на базе процессоров Intel

Цель работы: изучить структурную организацию ЭВМ, построенную на базе процессоров Intel, набор и доступность регистров процессора Intel 8086, организацию оперативной памяти, способы представления и форматы данных ЭВМ.

Основные понятия

Архитектура ЭВМ и ее структурная схема

Архитектура ЭВМ — это абстрактное представление ЭВМ, которое отражает ее структурную, схемотехническую и логическую организацию. Понятие архитектуры ЭВМ является комплексным и включает в себя:

– структурную схему ЭВМ;

– средства и способы доступа к элементам структурной схемы ЭВМ;

– организацию и разрядность интерфейсов ЭВМ;

– набор и доступность регистров;

– организацию и способы адресации памяти;

– способы представления и форматы данных ЭВМ;

– набор машинных команд ЭВМ;

– форматы машинных команд;

– обработку нештатных ситуаций (прерываний).

Структурную схему ЭВМ можно представить в виде отдельных модулей, объединенных каналом обмена информации. Набор модулей, входящих в состав ЭВМ, может быть достаточно велик и изменяется в зависимости от назначения конкретной машины. Одна из возможных структур ЭВМ приведена на рис. 1.1.

Согласно этому рисунку, в состав ЭВМ входят центральный процессор, оперативная память и периферийные устройства ввода-вывода, такие, как, видео (монитор и видеоадаптер), аудио (адаптер звуковых устройств и динамики), накопители на жестком магнитном диске (НЖМД) и гибком магнитном диске (НГМД) с соответствующими адаптерами, принтер и модем, которые подключаются через ЭВМ через стандартные средства расширения. К таким стандартным средствам расширения относят параллельный и последовательный интерфейсы.

Все указанные устройства объединяются в систему посредством общего канала обмена информацией, называемого интерфейсом "общая шина".

Рис. 1.1. Структурная схема ЭВМ

Общая шина состоит из трех частей: шины адреса, шины данных и шины управления. Непосредственно для обмена информацией между отдельными устройствами ЭВМ предназначена шина данных. За исключением режима прямого доступа к памяти, управление обменом информации по шине данных осуществляет центральный процессор. В этом случае он выступает в качестве одной из сторон обмена (источником или приемником). Другая из сторон – оперативная память, или периферийное устройство. Центральный процессор использует шину адреса для указания, с каким именно устройством, и какой его частью происходит обмен. Шина управления предназначена для передачи в оперативную память или периферийное устройство управляющей информации о том, какая именно операция производится: считывание или запись.

Разрядности шины данных и шины адреса определяют такие характеристики ЭВМ, как разрядность центрального процессора и максимальный объем оперативной памяти соответственно.