Теоретичні відомості про склад архітектури мікропроцесорної системи

Звіт

З практики по предмету «Програмування на мові Assembler»

Виконав: Світлишин О.Ю.

Керівники: Швець Є.Ф.

Шляжинська С.Г.

Житомир 2011

Зміст.

1. Теоретичні відомості про склад архітектури мікропроцесорної системи.

1.1. Різновиди архітектур;

1.2. Визначення: алгоритм, програма, команда, машинний код;

1.3. Формат команди; 1,2,3х адресні команди;

2. Організація ОЗП, РЗП, портів.

3. Лічильник команд, регістри, дешифратори, пристрій керування, тактовий генератор.

4. Спрощена структурна схема мікропроцесора.

5. Алгоритм фон Неймана.

6. 3х шинна архітектура мікропроцесора.

7. Способи запису програми для мікропроцесора (машинний код, 16-ковий код, мова Assembler).

8. Способи адресації даних в командах мікропроцесора (неявна, безпосередня, пряма, непряма).

9. Система команд мікропроцесора КР580ВМ80А(Intel 8080).

10. Команди пересилань, арифметичні, логічні, команди переходів(використання регістру станів-прапорців).

11. Однокристальнамікро-ЕОМ MCS-51, мікроконтролери.

12. Особливості архітектури мікроконтролерів.

13. Склад і основні технічні характеристики.

14. Особливості системи команд і програмування.

15. Найпоширеніші родини сучасних мікроконтролерів.

Практичні завдання:

Теоретичні відомості про склад архітектури мікропроцесорної системи.

1.1 Архітектура фон Неймана (англ. vonNeumannarchitecture) - широко відомий принцип спільного зберігання програм і даних у пам'яті комп'ютера. Обчислювальні системи такого роду часто позначають терміном «машина фон Неймана», проте, відповідність цих понять не завжди однозначно. У загальному випадку, коли говорять про архітектуру фон Неймана, мають на увазі фізичне відділення процесорного модуля від пристроїв зберігання програм і даних.
Наявність заданого набору виконуваних команд і програм було характерною рисою перших комп'ютерних систем. Сьогодні подібний дизайн застосовують з метою спрощення конструкції обчислювального пристрою. Так, настільні калькулятори, в принципі, є пристроями з фіксованим набором виконуваних програм. Їх можна використовувати для математичних розрахунків, але неможливо застосувати для обробки тексту і комп'ютерних ігор, для перегляду графічних зображень або відео. Зміна вбудованої програми для такого роду пристроїв вимагає практично повної їх переробки, і в більшості випадків неможливо. Втім, перепрограмування ранніх комп'ютерних систем все-таки виконувалося, проте вимагало величезного об'єму ручної роботи з підготовки нової документації, перекомутації і перебудови блоків і пристроїв і т. п.
Все змінила ідея збереження комп'ютерних програм в загальній пам'яті. На час її появи використання архітектур, заснованих на наборах виконуваних інструкцій, і подання обчислювального процесу як процесу виконання інструкцій, записаних у програмі, надзвичайно збільшило гнучкість обчислювальних систем в плані обробки даних. Один і той же підхід до розгляду даних та інструкцій зробив легкої завдання зміни самих програм.

Гарвардська архітектура - архітектура ЕОМ, відмінною ознакою якої є роздільне зберігання і обробка команд і даних. Архітектура була розроблена Говардом Ейкен в кінці 1930-х років в Гарвардському університеті.
Типові операції (додавання і множення) вимагають від будь-якого обчислювального пристрою кількох дій:

· вибірку двох операндів,

· вибір інструкції та її виконання

· і, нарешті, збереження результату.
Ідея, реалізована Ейкен, полягала у фізичному розподілі ліній передачі команд і даних. У першому комп'ютері Ейкена «Марк I» для зберігання інструкцій використовувалася перфорована стрічка, а для роботи з даними - електромеханічні регістри. Це дозволяло одночасно пересилати та обробляти команди і дані, завдяки чому значно підвищувався загальну швидкодію комп'ютера.

1.2 Алгоритм, від імені вченого аль-Хорезмі - точний набір інструкцій, що описують порядок дій виконавця для досягнення результату рішення задачі за кінцевий час.и У програмуванні, команда - цевказівка​​комп'ютерній програм ідіяти як якийсь інтерпретатор для вирішення завдання.

Машинний код (також вживаються терміни власний код, або переносних орієнтований код, або рідний код, абонативний код - від англ. Nativecode) - система команд конкретної обчислювальної машини, яка інтерпретується безпосередньомікропроцесоромабомікропрограмамиданоїобчислювальноїмашини.

1.3 Форматом команди називається заздалегідь обговорену структура полів в її кодах, що дозволяє ЕОМ розпізнавати складові частини коду.
Головним елементом коду команди є код операції (КОП), що визначає, які дії будуть виконані по даній команді. Під нього виділяється N старших розрядів формату. В інших розрядах розміщуються А1 і А2 v адреси операндів. А3 - адреса результату.
Розподіл полів у форматі команди може змінюватися при зміні способу адресації. Довжина команди залежить від числа адресних полів. За кількістю адрес команди діляться на:

· безадресні

· одно-, двох-, трьох адресні
Довжина коду команди вимірюється в машинних словах. Щоб отримати можливість працювати з мінімальним числом адресних полів, результат, наприклад, можна розміщувати за місцем зберігання одного з операндів. Або попередньо розміщують один або кілька операндів у спеціально виділених регістрах процесора.
Безліч реалізованих машинних дій утворює її систему команд. Система команд часто визначає області та ефективність застосування ЕОМ. Склад і кількість команд повинні бути орієнтовані на стандартний набір операцій, що використовуються користувачем для вирішення своїх завдань.
За функціональним призначенням в системі команд ЕОМ розрізняють такі групи:

· команди передачі даних (обмін входами між регістрами процесора, процесора і

· оперативної пам'яттю, процесора і периферійними установками).

· Команди обробки даних (команди додавання, множення, зсуву, порівняння-).

· Команди додаткові (типу RESET, TEST, -).

· Команди передачі управління (команди безумовного і умовного переходу).

2. Організація ОЗП, РЗП, портів: