Сурет. Процессор мен негізгі жадтың арасында ақпарат алмасу

 

Мәлімет ЖЕСҚ-нан процессор регистрларына жэне керісінше мэліметтер шинасынан беріледі, адрес шинасы аркылы ЖЕСҚ- да сакталған мәліметтердің орны туралы акпарат беріледі. Бұл шиналардың разрядтылығына сәйкес келмеуі мүмкін. Мысалы, жоғарыда айтылған «Intel 8088» МП m/n/k=l 6/8/20 мәнімен сипатталды. 16-разрядты ЭЕМ деп айтканда оның т мэні туралы айтады. Себебі, МП баскаратын ЖЕСҚ адрестік кеңістігінің көлемі 2к тең.

 

2. Микропроцессорлардың сыртқы құрылғылармен жұмысы

Бұл тақырыпта МП-ң сырткы кұрылғыларға калай акпаратты беретіні мен алатынын карастырамыз. ЭЕМ қүрылымына байланысты бұл мэселені шешу әдісі төменде берілгендердің бірі болады.

1)Енгізу-шығару құрылғысы жалпы адрестік кеңістікті құрайды.

2)Енгізу-шығару кұрылғысының жеке адрестік кеңістігі бар.

Бірінші жағдайда, жедел жад (ЖЕСҚ) алмасу орнына белгілі- бір жад адресіне катынауда сырткы қүрылғымен ақпараттық косылу орындалады. Сонымен катар, сыртқы қүрылғылармен жэне жадымен «хабарласу» үшін МП бірдей командалар қояды. Әрине, жадпен акпарат алмасуға қарағанда, сырткы құрылғымен ақпарат алмасу күрделі хаттамалар аркылы жүреді.

Екінші жағдайда, ЖЕСҚ-на карағанда сыртқы құрылғылар жеке адрестік кецістік кұрайды. Бүл косымша адрестік кеңістіктің эрбір ұяшығы порт деп аталады. Әрбір сырткы құрылғыға тізбектелген адрестік бірнеше порттар сәйкес келеді.

Бір компьютерде бір мезгілде енгізу-шығару кұрылғыларын адрестеудің екі эдісі де кездесуі мүмкін. «Ямаха» дербес ЭЕМ-да магниттік дискіге жинақтауыш жадының жалгіы адрестік кеңістігіне косылған. Ал, баспаға шығару құрылғысы бірнеше порттар түрінде берілген. Баспаға шығару күрылғысы мен ЭЕМ-ді косу мен алмасу екі негізгі порт аркылы жүргізіледі: күй порты жэне мәліметтер порты.

Біріншісінде сол уакыт мезетіндегі қүрылғы күйі туралы ақпарат сакталады, ал екіншісінде МП қағазға шығарылатын мәліметтерді орналастырады. Күй портының эрбір биті кағаздың орналасуын, компьютерден мәлімет алуға принтер дайындығын тексеретін т.с.с. акпарат сакталады. Мұның бэрі МП үшін кіріс сигналдар юолып табылады. Сонымен коса шығыс сигналдары да бар. Олар порт арқылы баспаға шығару кұрылғысына беріледі.

МП мен енгізу құрылғысының арасында акпарат алмасуды жеке карастырған дүрыс. Себебі, оның кейбір ерекшеліктері болады. Жоғарыда айтылған ақпарат берудің теориясын енгізудің пернетакта сиякты кұрылғыларында колданылуы мүмкін. Бірак казіргі күрделі бағдарламалык жүйелер үшін ЭЕМ-ң уакытын тежеуіне байланысты бүл эдіс тиімді емес. Шындығында, егер кейбір күрделі бағдарлама есептеу жүргізіп жатса, ал сіз оны токтатқыңыз келсе, онда сіз процессор босап, пернетақта сүранысымен айналысқанша күтуіңізге тура келеді.

МП негізіндегі барлык ЭЕМ-де мүндай колайсыз жағдайларды болдырмас үшін сырткы күрылғылардың өзіндік механизмі бар. Компьютердің эрбір күрылғысы (пернетакта, мышкасы, диск жетек жэне тағы сол сияқты) үзіліс сигналын беру аркылы процессормен катынаса алады. Процессор эрбір әрекетті орындаған сайын бұл сигналдың бар-жоктығын тексереді.

МП үзілісті байкаса міндетті түрде оны өңдей бастайды. Ең алдымен ол өзінің ағымдык күйін сактап алады. Себебі, соңынан үзілген немесе токталған бағдарламаны жалғастыру үшін кажет.

 

3. Мәліметтер форматы

4. Қосалқы адрестеу

Процессордың эрбір командасы мэліметтерді өңдеу үшін арналған. Ол адрестер операндымен анықталады. Егер бағдарламаның орындалу барысында оны тоқтатса, жүмыс істеу мүмкін емес. Себебі бұл операцияны істеу алдында кодты кері шифрлау керек. Ол өзінен өзі бұл үрдісті орындамайды.

Мәліметтер форматының 16-разрядты ЭВМ үшін кейбір бөліктерін қарасырайык.

8-битті таңбаcыз бүтін сандар. Әрбір мұндай сандар 1 байтты кұрайды жэне процессормен бүтін сан ретінде алынады. Бүл форматта 00000000-ден 11111111 -ге дейінгі диапазонда қабылдайды. Яғни, 0-ден FF-ке дейін.

8-битті таңбалы бүтін сандар. Бүл жағдайда сандар 7 битпен анықталады. Ал, ең үлкен бит сан таңбасымен аныкталады. (0 - шын, 1 -жалған). Мысалы, бүл форматта 01101011 коды +6В-ны білдіреді.

11101011 коды үшін -6В саны косымша кодты береді.

Ол келесі тэсілмен өрнектеледі:

•санның абсолюттік шамасын сегіз разрядты екілік ұсыныста болады;

•табылған код аударады, яғни нөлдер онда бірлікте керісінше ауыстырылады;

•алынған кодқа автоматты түрде бірлік қосылады.

Мысалы, ондык санның косымша кодын алу үрдісі мынадай:

01001011 10110100 10110101

Қосымша кодты колдану процессордың жүмысын жеңілдетеді.

Кері процедура - қосымша кодтың санының мағынасының кайтарылуы. Тікелей қатынас бойынша жүреді. Бұл форматтағы сандардың диапазоны: -128 дсн +127-ге дейін.

16-битті таңбасыз бүтін сандар. Бұл 8-битті дәлдікпен аныкталады. Бірак код екі есе ұзындыкты кабылдайды. Сәйкесінше тарату диапазоны өседі: 0000-ден (ондык жүйеде 65535-ке) FFFF-ке дейінгі сандар үшін таңбасыз, таңбалы - - 8000-ден (ондык жүйеде -32768 +32767-ге) +7FFF-re дейінгі сандары үшін жүмыс жасайды.

8-битті символдар. Бұл форматта екілік код символ коды ретінде интерпретацияланады. Дербес ЭВМ-мен жүмыс жасағанда ASCII кодтау жүйесі колданылады. Бүл 1 - бөлімде айтылған. Бүл жүйеде кодтар стандартталған. Ең үлкен код 0 - ге тең. Ал калған кодтар алфавиттермен жэне косымша символдармен аныкталады.

Битті жолдар. Бүл форматтағы сандар 8 немесе 16 - разрядты кодта анықталмайды. Битті жолдардың бірден - бір мысалы ретінде - процессор күйінің регистрінің мазмұны. Тағы бір мысал Паскаль тілінде тілдер формасының сакталуы. Баска да мәліметтер форматы бар - екілік-ондық сандар жэне жолдар т.б.

 

Сыртқы құрылғылармен жұмыс

Енгізу-шығаруды синхрондау күрделі мәселе жэне сырткы қүрылғының түріне байланысты болады. «Е97»-де күй регистрі өте карапайым кұрылған: онда дайындық биті деп аталатын орындау биті бар. Бүл компьютерде дайындык биті күй регистрінің жетінші разрядында орналасады.

Барлык порттар 16-разрядты болады, бірак ақпарат олардың кіші байтында орналасады. Шығыс порттарға 8-ден 15-ке дейінгі биттер мазмұны формальді енгізіледі, бірак шығару кұрылғысына әсері болмайды.

Әрбір портка өзіндік нөмір (адрес) сәйкес келеді. «Е97»-де оналтылык разрядтан келесі порттар колданылады:

0 - пернетакта күйінің порты (тек оқуға арналған);

1 - пернетакта мәліметінің порты (тек окуға арналған);

2 - дисплей күйінің порты (тек окуга арналған);

3 - дисплей мәліметтерінің порты (тек окуға арналған).

Енгізу-шығару порттарын колданып,мәлімет алмасудың стандарт

алгоритмі келесідей болады. Күй порты оқылады жэне таңбалык биттің кіші байтының мэні тексеріледі. Бұл әрекет дайындық биті сырткы кұрылғымен бір рстінде берілгенше кайталана береді. Сонан соң егер ол шығару кұрылғысы болса процессор мәліметтер портына акпарат жаза алады, ал енгізу кұрылғысы болса порттан оки алады.

Дисплейге RO-ден бірлік символды шығару бағдарламасы осылай болады.

ОА21 порт 2=>R 1

Е401 0 R1 b мен салыстырылады

2DFA егер >= О, PC - 6 (тексеруді кайталау)

0В03 R0 => портЗ

Алдыңғы үш команда порт2-дег\ дайындык битін окиды жэне тексереді, ал сонгы команда дисплейге кажет символдын шығарылуын камтамасыз етеді.

Кіші байт разрядының таңбасын міндетті түрде тексеретін О «кысқа түрактылы» командасына назар аударыңыз.

Символды енгізу процедурасы да шыгару процедурасына сәйксс болады.

 

14.Процессордың күй регистрі

Әртүрлі МП үшін күй регистрі түрліше аталуы мүмкін. (Мысалы, процессордың күй сөзі, жалауша регистрі тағы сол сияқты). Бірак оның мазмүны бір болып кала береді. Бүл регистрде процессордың ағымдық режимі туралы акпарат сакталады. Мүнда сонымен катар орындалушы командалар нәтижесі туралы акпарат орналасады. Мысалы, әрекет кезінде кате болды ма жоқ па, нәтиже теріс пе, элде 0-ге тең бе, тағы сол сиякты. Бүл маңызды регистрде ақпарат талдауы мен колданылуы биттік түрде өтеді немесе күй регистрінің эрбір битінің жеке мэні болады. МП күйінің регистрінің мазмүнын ең алдымен командалык санауыш мәнінен кейін бірден сакталады. Әрбір МП-да сонымен коса, ЖЕСҚ адрестері мен ағымдағы өңделуші мәліметтер сақталатын жүмыс регистрларының жиыны болады. Аккумуляторда барлык негізгі әрекеттер жүргізіледі жэне оның нәтижелері сакталады.

Регистрлар арасындағы байланыс. Олардың біріндегі ақпарат екіншісіне беріліп отырады. МП-дағы бір регистрдегі акпаратты эркезде екіншісіне аударуға болады.

МП регистрінің разрядтылығы ЭЕМ-нің барлык мүмкіндіктеріне айтарлықтай әсерін тигізеді. Сондықтан «ЭЕМ разрядтылығы» ұғымын анықтап алайык. Оның күрамына мыналар кіреді:

-(ш) МП-p регистрларының ішкі разрядтылығы;

- (п) мәліметтер шинасының разрядтылығы;

- (к) адрес шинасының разрядтылығы.