Работа ЭВМ

Рассмотрим пример типовой процедуры в ЭВМ:

1. Нажатие клавиши «А».

2. Размещение буквы «А» в памяти.

3. Воспроизведение буквы «А» на экране дисплея.

Процедура «ввод – размещение – вывод» является типичной. Аппаратные средства, используемые для реализации этой процедуры, довольно сложны и нами, в данный момент, рассматриваться не будут. Однако, анализ процесса передачи данных поможет понять роль различных устройств, составляющих систему, а так же, самое важное, укажет на порядок правила и последовательность выполнения действий в ЭВМ.

Текущими командами в ПЗУ являются:

· Ввести (INPUT) данные через порт 1

· Разместить (STORE) данные, поступающие из порта 1 в ячейку памяти с адресом 200.

· Вывести данные (OUTPUT) через порт 10.

Приведенная программа содержит 3 команды, а в программной памяти (ПЗУ) имеется 6 команд. Это вызвано тем, что команды делятся на 2 части, например, первая часть команды 1 была «ввести» (INPUT), вторая часть указывает нам на происхождение данных (Порт 1). Таким образом, первая часть представляет собой действие и называется операцией, а вторая часть – операндом. Операция и операнд помещены в ячейки памяти ПЗУ, причем, например, операция «ввести» содержится в ячейке памяти с адресом 100, а операнд из порта 1 в ячейке с адресом 101. Микропроцессор (МП) здесь представлен в виде 2 регистров: аккумулятора и регистра команд.

Проследим все этапы выполнения этой программы.

Этап №1: МП выставляет адрес 100 на ША. Линия управления активизирует ввод считывания из интегральной схемы программной памяти.

Этап №2: Программная память выставляет первую программу (INPUT) на шину данных (ШД), а МП принимает эту кодированную информацию. Это сообщение помещается в регистр команд и МП декодирует (интерпретирует) это сообщение. В результате интерпретации он определяет, что это за команда и что ей нужен операнд.

Этап №3: МП выставляет на ША адрес 101, линией управления активизируется вход считывания из программной памяти.

Этап №4: Программная память помещает операнд (Из порта 1) на ШД. Этот операнд находится в ячейке памяти 101, кодированное сообщение (адрес порта 1) взято на ШД и помещено в регистр команд. Теперь МП декодирует полную команду (ввести данные, поступающие из порта 1).

Этап №5: МП побуждает открыть Порт 1 посредством ША и линии управления устройствами ввода. Кодированная буква «А» из Порта 1 по ШД передается в МП и размещается в аккумуляторе.

Примечание: МП все время действует в последовательности:.

Этап №6: МП выставляет на ША адрес ячейки памяти 102 и активизирует вход считывания из программной памяти посредством управляющих линий.

Этап №7: Код команды поместить (STORE) считывается с ШД, принимается МП и помещается в регистр команд.

Этап №8: МП декодирует эту команду и определяет, что нужен операнд. Он выставляет на ША следующий адрес 103 и активизирует вход считывания из ПЗУ.

Этап №9: Код операнда в ячейку памяти 200 из памяти помещен на ШД, МП принимает операнд и помещает его в регистр команд. Команда «поместить данные в ячейку памяти 200» полностью извлечена и декодирована.

Этап №10: Начинается процесс выполнения: МП выставляет на ША адрес 200 и активизирует вход записи в ОЗУ.

Этап №11: МП выдает помещенную в аккумулятор информацию (код буквы «А») на ШД. Этот код записывается в ячейку 200 и таким образом теперь выполнена вторая команда.

Этап №12: МП теперь должен извлечь следующую команду - он адресует ячейку памяти 104 и активизирует вход считывания из памяти.

Этап №13: Команда вывести данные (OUTPUT) помещена на ШД. МП принимает ее, помещает в регистр команд, декодирует и определяет, что нужен операнд.

Этап №14: МП помещает адрес 105 на ША и активизирует вход считывания из ПЗУ.

Этап №15: Память помещает код операции в порт 10 на ШД. Этот код принимается МП, который помещает его в регистр команд.

Этап №16: МП декодирует команду «ввести данные в порт 10» полностью, т.е. он активизирует порт 10 посредством ША и линии управления выводом. Он помещает код буквы «А» (из аккумулятора) на ШД, по которой передается в порт 10 и далее из него на монитор.

Важно отметить, что МП является центром всех операций и полностью ими управляет. Он следует последовательности: извлечение – декодирование – выполнение, а выполняемые операции диктуются командами, помещенными в памяти ПЗУ.