Пәнінен оқу-әдістемелік кешен

Дәріс жоспары:

3.2. Мәліметтер мен командаларды адрестеу.

3.3. Машиналық командалар типі.

3.4. Мәліметтерді өңдеу командалары.

1) ЭЕМ-нің кез келген командасы қандайда бір реттелген биттер тізбегін көрсетеді, ол мынаны анықтайды:

1. 
   осы командамен орындалатын операция;
   
2. 
   осы операцияға қатысатын операндтар адресі.
   

Команда форматы командалардың жеке өрістерінің құрамы, бағыты мен орналасуы болып түсініледі.

Құрылымның дамуы адрес өрісінің азаюы кезінде жүреді (SISC процессорлар). RISC процессорларының пайда болуымен командалар жүйесінің кеңейтілген адресіне қайтып келу жағдайы туды. Басында командалар жүйесі келесідей форматта болды:

мұндағы СчАК – команда адресінің санағышы;

* - операция

Әрбір командада келесі команда адресі беріледі, бірақ мұндай команданың ұзындығы үлкен. Командалардың мұндай жүйесінде оларды кез келген ретте орналастыруға болады, бірақ көбінесе тізбектей орналастыруға талпынады. Мұндай реттілік табиғи (естественный) деп аталады, бірақ табиғи орналасу кезінде А4 өрісінің қажеті жоқ болады.

Демек, формат мынандай түрге келеді:

А₃:=(А₁)*(А₂); СчАК:= (СчАК)+1.

Есептеудің мұндай схемасы қазіргі ЭЕМ үшін негізгі болып табылады.

Егер аккумуляторлы принципті пайдалансақ, онда командалар жүйесі үшін бір ғана адресті пайдалану жеткілікті.

1. Қысқа командалар ұзын командаларға қарағанда жоғары бағаланады, өйткені жадының аз көлемін алады. ЭЕМ кез келген жады беру (өткізу жылдамдығы)жылдамдығымен сипатталады. Қысқа командалар процессор өнімділігін жоғарлатады. Қазіргі ЭЕМ үшін процессор жадыдан да тез жұмыс істейді, демек, жоғары өнімділікті қамтамасыз ету үшін жадыдан қатынаудың бір циклінде алынатын командалар санын ұлғайту керек.

2. Командалар форматы барлық операцияларды беру үшін жеткілікті кеңістікті қамтамасыз ету керек (егер компьютер жүйесі өзіне N операцияны қосса, n_min=log₂N болады).

3. Команда ұзындығы базалық құрылымдық ақпараттық бірлік ұзындығына тең болу керек (яғни команда байт немесе сөздің бүтін санын алу керек, немесе бір сөзде команданың бүтін саны орналасуы керек). Егер бір сөзде команданың бүтін емес саны болса, онда немесе жады толықтай пайдаланылмайды, немесе команданы таңдау процедурасы қиындайды. Сонымен қатар команда ұзындығы өңделетін мәліметтердің символ кодының ұзындығы есебімен таңдап алынады.

4. Команданың адрестік өрісінің ұзындығы компьютер жадын ұйымдастырумен тығыз байланысқан. Егер жады өзіне М адрестік элемент қосса, онда адрестік өрістің минималды ұзындығы: m_min=log₂M болады.

Жиі пайдаланылатын операцияны беру үшін операцияның қысқа коды пайдаланылады, ал қысқа адрестік өрістің құрамынан қысқа командаларды аламыз, демек:

1. 
   жадына жақсы пайдалану
   
2. 
   өңдеудің максималды мүмкін жылдамдығы
   

Екі байтты команда берілсін.

(А₃) *(А₂) А₁

Команда ұзындығын өзгертпей адрестік өріс ұзындығын қалай өзгертуге болады?

0000 адресі бар ұяшықта жазбаны болдырмауға болады. А₁ – қабылдауыш адресі.

Егер адрестік кеңістікті одан да кеңейту қажет болса, онда команданың айнымалы ұзындығының принципін пайдалана отырып, 0000 адрестік өріс ұзындығы, мысалы, 5 байт болды дегенді білдіретіндігін анықтау керек.

Операция жиынын қалай ұлғайтуға болады?

Мысалы, Жедел жады коды¹ бүтін байтты алып жатқандығын білдіреді. Демек, 31 команда болды (15 үш адресті және 16 екі адресті командалар). Осылай ары қарай жалғастыруға болады.

2) Мәліметтер мен командаларды адрестеу.

Кез келген машиналық команда – машиналық код, ол мынаны анықтайды:

1. 
   операцияны
   
2. 
   мәліметтерге көрсетеді
   

Адрестеу әдістері негізгі сәулеттік белгілердің бірі болып табылады. Қазіргі уақытта адрестеудің әртүрлі әдістері мен олардың модификациясы белгілі. Мәліметтерді адрестеудің барлық белгілі әдістеріекі үлкен топтарға бөлінген:

1. 
   түзу
   
2. 
   түзу емес
   

Адрестеудің түзу әдістері.

1. Анық емес адрестеу. Мұндай командаларда анық адрестік өріс жоқ (нуль адресті команда). Операнд операция кодымен беріледі. Көбінесе адрестеудің мұндай әдісі процессордың тіркелген программалық регистрлері үшін пайдаланылады.

2. Қатыссыз адрестеу. Адрестік өрісте адрестік код емес, ал операндтың өзі көрсетіледі. Мұндай әдіс жадыға операндтар үшін қосымша қатынасуды қажет етпейді, бірақ адрестік өрісте операнд ұзындығы бар болуы керек. Көбінесе есептеу константаларын беру үшін қолданылады.

3. Абсолютті (түзу)адрестеу – операнд сақталатын адрестік өрісте жадының толық адресі берілетіндігімен сипатталады. Бұл жағдайда адрестік өріс ұзындығы және жедел жады көлемі бір-бірімен келесі қатынас бойынша байланысқан: m=log₂Е_m. Егер Е_m өте үлкен болса, онда командада адрестік өріс ұзындығы үлкен. Бұл әдіс жадының кез келген жеріне мәліметтерді жүктеуге мүмкіндік бермейді. Қазіргі уақытта шектеулі саны (драйверлерді жүктеген кезде) ғана пайдаланылады.

Барлық қазіргі ЭЕМ түзу емес адрестеу әдістерін пайдаланады. Олар программалық құралдардың мобильділігін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Адрестеудің түзу емес әдісі.

1. Базалау (базирование) (қатысты адрестеу). Орындаушы адресін құру процедурасы: А_орн=А_база+<жылжыту (смещение)>. ЭЕМ-де бұл әдісті өндіру үшін арнайы ұяшықтар ерекшеленеді, олар базалық регистр функциясын орындайды. Жалпы жағдайда ЭЕМ-де бірнеше базалық регистрлер болуы мүмкін. Сонда адрестік код өзіне екі өрісті қосады:

Disp – жылжыту.

Адрестеу әдісі ретінде базалау адрестік құрылғыда қосындылаудың бар болуын қажет етеді. Осыған байланысты адрестік механизмдерде қосындылау операциясы конкатенация (біріктіретін адрестеу) операциясына келтіріледі.

Жанама адрестеудің кемшіліктері: егер жанама адресті көрсеткіштер жадыда орындаушы адреске көрсетсе, онда берілген адрестің жылдамдығы бәсендетіледі. Көбінесе жанама адрес көрсеткіші – бұл процессор регистрінің адресі болғанда жанама адрестеу түрлері пайдаланылады.

3. Автоинкрементті, автодекрементті (индексті) адрестеу. Адрестеудің бұл әдісін енгізу қажеттілігі жады ұяшықтарында тізбектей орналасып сақталған мәліметтерді өңдеу есебіне әкеледі. Мұндай мәліметтерді өңдеу кезінде берілген адрес санау ережесі бойынша өзгереді. Мұндай рекурентті схема индексті адрестеудің пайда болуына әкелді. Мәліметтерді өңдеу кезінде адрес көрсеткішінің өзгеруі ЭЕМ-де автоматты түрде орындалады, онда индексайия автодекрементті немесе автоинкрементті деп аталады. Атауы тек адрестің өзгеру бағатын (+1, -1) көрсетеді. Адрестеудің бұл әдісі есептеу циклдерін программалауды жеңілдетеді, бірақ орындаушы адресінің өзгеруі командада ағымды адрестік кодтың өзгеруіне байланысты жүргізіледі. Фон Нейман принципіне сәйкес жадыда командалар мен программалар бір-бірінен ерекшеленеді, команды кодымен мәліметтермен сияқты барлық операцияларды орындауға болады, бірақ командалардың адрестік кодын өзгерту программа орнын ауыстыра алмайтындай жағдайға әкеледі.

Команданың функционалды міндеті оның операция кодын анықтайды.

Мәліметтерді беру командасы - өзіне үш подгруппаны қосатын командалар тобы.

1. процессор ішінде кодтарды беру командасы. Кодтау операциясын анықтайды, яғни қабылдауышта (dst) жаңа мәліметтер құру. Бастау мәні (src) мәліметтерді беру командалары кезінде сақталады.

2. жадымен процессордың алмасу командасы. Жадыдан регистрлерге және регистрден жадыға мәліметтерді тасымалдаумен байланысқан.

3. процессор мен периферия арасындағы кодтар тасымалдау командасы. Процессор мен периферийлі құрылғылар арасында мәсіметтерді тасымалдау жүреді. ЭЕМ-де сыртқы құрылғылармен алмасу үшін екі әртүрлі нұсқа пайдаланылады:

1. енгізу-шығарудың (in, out) арнайы командалары. Мұндай командалар, егер сыртқы құрылғыда жадының автономды адрестік кеңістігі бар болған жағдайда пайдаланылады. Мұндай командаларда тек қана бір операнд адрестеледі, басқа операнд аккумуляторда орналасады.

2. MOV бірыңғай команда. Егер сыртқы құрылғылар регистрі компьютердің жалпы адрестік кеңістігінің бөлігі ретінде қарастырылған жағдайда пайдаланылады. Бұл сыртқы құрылғылармен, сонымен қатар компьютер жадының қарапайым ұяшықтарымен жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Сыртқы құрылғылар мен жадыны бөлу аппараттық деңгейде жүргізіледі.

4) Мәліметтерді өңдеу командалары.

Командалардың бұл тобы ең үлкен және ең басты болып табылады. Мәліметтермен орындалатын операцияға байланысты бөлінеді:

1. 
   арифметикалық
   
2. 
   логикалық
   
3. 
   жылжу командасы
   
4. 
   жолды өңдеу командасы
   

1. операндтардың қандайда бір разрядтарын маскілеу және ерекшелеу;

3. Жылжу командасы (сдвиг). Жылжу командаларының барлығы келесі белгілер бойынша бөлінуі мүмкін:

1. жылжу түрі (арифметикалық немесе логикалық);

2. жылжу бағыты;

3. жылжу сипаттамасы (қарапайым немесе циклдік);

4. операция орындалғаннан кейін операнд жылжитын разрядтар саны бойынша.

Команда форматында үш өріс бар.

Дәріс жоспары:

4.1. Микропрограммалық басқару принципі.

4.2. Функционалды микропрограммаларды сипаттау.

4.3. Микрооперация мен микроэлементтер жиыны.

4.4. Операциялық автоматтарды канондық құру.

4.5. Басқарудың микропрограммалық құрылғыларының құрылымдық құрылуы және функционалдауы..

Дәрістің қызсқаша мазмұны

1) Көптеген қазіргі ЭЕМ-де аппаратура мен программалық құралдар арасындағы байланыс микропрограммалық деңгей арқылы жүзеге асады. Кез келген машиналық команда аппаратурамен тікелей емес, ал оның қарапайым іс-әрекет тізбегіне сәйкес интепретациялау жолымен орындалады. Демек әрдайым машиналық команданы программалау есебі қарапайым іс-әрекеттен микропрограммалау арқылы жүзеге асады. Бұл термин бірінші рет 1953 жылы ЕТ бойынша Уилкс атты маманмен енгізілді. Біраұ бұл аппараттық құралдарға ғана қолданылды. 60-жылдардың ортасында IBM құрастырушылар шартымен Уилкс идеясы Есептеу Машиналарын ұйымдастыру принципіне айналды. Микропрограммалау ЭЕМ-нің модульдік құрылуына көшуді қамтамасыз етті. Глушков ақпараттық өңдеудің кез келген құрылғысында операциялық автоматты және басқарушы автоматты функционалды бөліп қарастыруға болатынан көрсетті. Бұл деңгейде кез келген ақпараттың құрылымы:

Басқарушы блок сигналдар тізбегін береді, ол берілген команданы орындауды қамтамасыз етеді. Ақпараттық сигналдар өңделетін мәліметтердің бастапқы мәніне ғана емес, сонымен қатар өңдеу процесінде алынатын нәтижелерге де қатысты.

Құрылғыларды функционалдау реті келесі жағдайларға негізделген:

1) Кез келген машиналық команда қандайда бір қиын іс-әрекет ретінде қарастырылады, ол ақпарат сөздері – микрооперациялармен элементарлы іс-әрекеттер тізбегінен тұрады.

2) Микрооперация тізімінің реті түрленетін сөздің мәніне ғана емес, сонымен қатар операциялық автоматпен өңделетін олардың ақпараттық сигналдарына да тәуелді. Мұндай сигналдардың мысалы ретінде операция нәтижесінің белгісі, мәліметтердің жеке биттерінің мәні және т.с.с. болуы мүмкін.

3) Машиналық команданың орындалу процесі микрооперация және логикалық шарт терминдерінде қандайда бір алгоритм түрінде сипатталады. Ақпараттық сигналдарды сипаттау – микропрограмма.

4) Микропрограмма мәліметтердің өңдеуге ғана емес, сонымен қатар барлық құрылғылардың жұмысын басқаруды – микропрограммалық басқару принципін қамтамасыз етеді.

Операциялық блок микрооперациялардың қандайда бір жиынын орындауды және қажет логикалық шарттарды есептеуді қамтамасыз етеді.

Басқарушы автомат, берілген машиналық командаға сәйкес, сигналдардың қажет тізбегін генерациялайды.
3. ПРАКТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ САБАҚТАР

1-модуль

Тәжірибелік сабақ №1

Тақырып. ЭЕМ-ді ұйымдастыру негіздері.

Сабақтың мақсаты:

ЭЕМ-ді функционалды ұйымдастыру, компьютер жүйелерініғ сәулетімен таныстыру.

Тәжірибелік сабаққа дайындалуға арналған сұрақтар

1. 
   Логика алгебрасының заңдары.
   
2. 
   Логикалық функцияларды минималдау туралы түсінік.
   
3. 
   Логикалық функциялардың техникалық интерпретациясы.
   

Сабақтың жүру барысы:

Сабақтың тақырыбы бойынша теориялық сұрақтарды қарастыру.

Тәжірибелік сабақ №2

Тақырып. ЭЕМ-нің есте сақтау құрылғылары (ЕСҚ).

Сабақтың мақсаты:

ЭЕМ-нің есте сақтау құрылғыларымен таныстыру.

Тәжірибелік сабаққа дайындалуға арналған сұрақтар

1. 
   Статикалық жедел ЕСҚ (SRAM).
   
2. 
   Динамикалық жедел ЕСҚ (DRAM).
   
3. 
   DRAM жадының элементінің.
   
4. 
   Жадының регенерациясы.
   

Сабақтың жүру барысы:

Сабақтың тақырыбы бойынша теориялық сұрақтарды қарастыру.

2-модуль

Тәжірибелік сабақ №3

Тақырып. ЭЕМ санағыштары.

Сабақтың мақсаты:

ЭЕМ санағыштарымен таныстыру.

Тәжірибелік сабаққа дайындалуға арналған сұрақтар

1. 
   Микропрограммалық басқару принциптері.
   
2. 
   Функционалды микропрограммаларды сипаттау.
   
3. 
   Микрооперациялар мен микропрограммалардың жиынтығы.
   
4. 
   Операциялық автоматтардың канондық құрылуы.
   
5. 
   Басқарудың микропрограммалық құрылғыларының құрылымдық түзілуі мен жіктелуі.
   

Сабақтың жүру барысы:

Сабақтың тақырыбы бойынша теориялық сұрақтарды қарастыру.

3-модуль

Тәжірибелік сабақ №4

Тақырып. Енгізу – шығаруды ұйымдастыру. Есептеу кешендері.

Сабақтың мақсаты:

ЭЕМ-де енгізу-шығаруды ұйымдастыру, оларды есептеу кешендерімен таныстыру.

Тәжірибелік сабаққа дайындалуға арналған сұрақтар

1. 
   Деректерді синхронды және асинхронды алмастыру.
   
2. 
   Интерфейстердің жұмысын синхрондау.
   
3. 
   «Жалпы шина» интерфейсінің негізгі ерекшеліктері.
   
4. 
   Ішкімашиналық жүйелік интерфейс.
   

Сабақтың жүру барысы:

Сабақтың тақырыбы бойынша теориялық сұрақтарды қарастыру.

Тәжірибелік сабақ №5

Тақырып. Дербес компьютерлердің негізгі сәулеті.

Сабақтың мақсаты:

ЭЕМ-нің негізгі сәулетімен таныстыру.

Тәжірибелік сабаққа дайындалуға арналған сұрақтар

1. 
   Көппроцессорлы есептеу жүйелері.
   
2. 
   Есептеу жүйелерінің типтік құрылымы.
   
3. 
   Есептеу жүйелерінің функционалдауын ұйымдастыру.
   

Сабақтың жүру барысы:

Сабақтың тақырыбы бойынша теориялық сұрақтарды қарастыру.

4. студенттің өздік жұмысы

Студенттер өздік жұмысын реферат түрінде жазу керек. Орындалған өздік жұмыс нәтижесінің есебі А4 форматында терілген болу керек. Шрифт Times New Roman, өлшем -12 пн., аралық интервал – 1,5, мәтінді түзету – беттің ені бойынша.

Бет параметрі: жоғарғы өріс (см.) – 2, төменгі – 2, сол жақ – 2,5, оң жақ – 1,5 см. Бетті нөмірлеу – беттің жоғарғы, оң жағында.

Төменгі колонтитулға өз Фамилияңызды Атыңызды Отчествоңызды және топ нөмірін қойыңыз.

СӨЖ №1. ЭЕМ-нің ішкі құрылғылары.

1. Қоректену блогы.

2. Реттелген адаптер.

3. Параллельді адаптер.

4. Ойын порттары мен MIDI-порт.

5. Желілік адаптерлер.

СӨЖ №2. Ақпаратты тасымалдағыштар.

1. Қатты магнитті дисктерде тасымалдағыштар.

2. Иілгіш магнитті дисктерде тасымалдағыштар.

3. Оптикалық (лазерлік) дисктерде (компакт-дисктер) тасымалдағыштар.

СӨЖ №3. ЭЕМ-нің сыртқы құрылғылары.

1.Ақпаратты визуалды көрсету жүйелері (видеожүйелер).

2. Видеоадаптер.

3. Дисплей.

4. Пернетақта.

5. Принтер.

6. Сканер.

7. Енгізу-шығарудың анимациялық құрылғылары.

8. Дыбыс сигналдарын енгізу-шығару құрылғылары.

8.2. ЭЕМ-ге енгізу мен сөздің машиналық синтезі.

8.3. Дыбыстық ақпаратпен жұмыс істеуге арналған программалық қамтама.

9. Графикалық манипулятор – тышқан.

10. Джойстик.

11. Модем және факс-модемдер.

12. Желілік фильтрлер.

СӨЖ №4. Сыртқы құрылғылармен басқару.

1. Басқару принциптері.

2. Жадыға тікелей қатынас жасау.

3. Желілік шина интерфейсі.

4. IBM PC сыртқы сақтау құрылғыларының интерфейсі.

жүктеу 1,02 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: