Распределение памяти в учебной микроЭВМ

Цель работы

Ознакомление со структурой учебной микроЭВМ, распределение памяти, органами управления и режимами работы.

 

Общие положения

Учебная микро-ЭВМ УМПК 80 предназначена для изучения специфики построения микро-ЭВМ и микропроцессорных систем управления на базе микропроцессорных БИС (МП БИС) с фиксированным набором команд, исследования работы и методов программирования БИС, входящих в МПК серии КР580.

Содержание отчета

 

1) Наименование и цель работы

2) Структура микроЭВМ

3) Карта памяти учебной микроЭВМ

4) Информация о содержимом памяти и программно-доступных регистров

учебной микроЭВМ после включения питания

 

ОТЧЕТ

Структура микроЭВМ

 

ЭВМ в общем случае состоит из центрального процессора, памяти и внешних устройств. Центральный процессор является основной частью ЭВМ. В процессе работы ЭВМ центральный процессор опрашивает содержимое памяти ЭВМ и в зависимости от команды выполняет определенной действие. В качестве внешних устройств могут использоваться дисплей, клавиатура, накопители на гибких или жестких магнитных дисках, печатающее устройство и т.д.

Связь между центральным процессором, памятью и внешними устройствами осуществляется при помощи системной шины, имеющей в общем случае три магистрали: магистраль данных (МД), магистраль адреса (МА), и магистраль управления (МУ) (см. рис. 1)

 

Магистраль данных служит для обмена информацией между процессором и устройствами ЭВМ. Центральный процессор и устройства могут как передавать данные, так и принимать их, поэтому эта магистраль является двунаправленной.

Магистраль адреса используется для выбора внешних устройств, а также ячеек ОЗУ и ПЗУ.

Магистраль управления предназначена для синхронизации работы различных узлов ЭВМ. Сигналы МУ сообщают о характере данных и направлении движения информации по МД, о готовности процессора выполнить очередную пересылку данных, а также позволяют внешним устройствам обращаться к ЦП с запросами на обслуживание.

Рис. 1 Структура микро-ЭВМ

Информация о содержимом памяти и программно-доступных регистров

Программно-доступные регистры ЭВМ

А – 8-битовый регистр аккумулятор. Является главным регистром МП. Любая операция, выполняемая в АЛУ, предполагает размещение одного из операндов, подлежащих обработке, в аккумуляторе. Результат операции в АЛУ тоже обычно хранится в А.

B, C, D, E, H, L – 8-битовые регистры общего назначения (РОН). Внутренняя память МП. Предназначены для хранения обрабатываемой информации, а также результатов операции. При обработке 16-разрядных слов из регистров образуют пары BC, DE, HL, причем сдвоенный регистр называется первой буквой – B, D, H. В регистровой паре старшим является первый регистр. Особым свойством обладают регистры H, L, используемые как для хранения данных, так и для хранения 16-разрядных адресов ячеек ОЗУ.

FL – регистр флагов (регистр признаков) 8-битовый регистр, в котором сохраняются пять признаков результата выполнения арифметических и логических операций в МП.

SP –- указатель стека, 16-разрядный регистр, предназначен для хранения адреса ячейки памяти, куда был записан последний введенный в стек байт. SPL и SPH- соответственно младший и старший байт указателя стека

РС – программный счетчик (счетчик команд), 16-разрядный регистр, предназначен для хранения адреса следующей выполняемой команды. Содержимое счетчика команд автоматически увеличивается на 1 сразу же после выборки очередного байта команды. PCL и PCH- соответственно младший и старший байт счетчика команд

Возможные операции во время работы с ЭВМ

Записать числа в память

1) Нажать клавишу “От_А” и внести в адрес 0800Н. На дисплее данных появится содержимое ячейки памяти с этим адресом, равное 00Н. нажать на клавишу “1”. Микро-ЭВМ вводит значение цифры нажатой клавиши в младший разряд дисплея данных, при этом в этом разряде дисплея загорается десятичная точка, которая свидетельствует о том, что микроЭВМ находится в режиме ввода данных, и число, показанное на экране дисплея данных, не является истинным значением адреса памяти, показанного на дисплее адреса. Нажать клавишу “2”. Убедиться в том, что цифра “1” из младшего разряда дисплея данных переместится в старший разряд, а цифра “2” – на ее место. Проверить, что последующие нажатия цифровых клавиш приводят к вводу цифры в младший разряд дисплея данных и смещению в старший разряд предыдущей нажатой клавиши.

2) Записать нажатием на клавишу “Зп_Ув” число, представленное на дисплее по адресу 0800Н. При этом на дисплее появится адрес 0801Н и его содержимое (00Н), а десятичная точка погаснет, показывая, что данные введены и микро-ЭВМ вышла из режима ввода данных.

3) Записать любое число в ячейку памяти 0801Н. Нажать на клавишу “Ум”. На дисплее адреса появится адрес 0800Н с его содержимым. Нажать на клавишу “Зп_Ув” и проверить содержимое памяти по адресу 0801Н, и убедиться, что число не было записано в данную ячейку памяти.

4) Осуществить вывод на дисплей адреса 0000Н, соответствующего ПЗУ. Записать по этому адресу любое число и убедиться, что при нажатии на клавишу “Зп_Ув” запись данных в ПЗУ невозможна. При этом микро-ЭВМ определяет это действие как ошибку, формируя звуковой сигнал. Адрес на дисплее не увеличивается, а на дисплей выводится истинное число, записанное в ПЗУ.

 

Цель работы

Ознакомление со структурой учебной микроЭВМ, распределение памяти, органами управления и режимами работы.

 

Общие положения

Учебная микро-ЭВМ УМПК 80 предназначена для изучения специфики построения микро-ЭВМ и микропроцессорных систем управления на базе микропроцессорных БИС (МП БИС) с фиксированным набором команд, исследования работы и методов программирования БИС, входящих в МПК серии КР580.

Содержание отчета

 

1) Наименование и цель работы

2) Структура микроЭВМ

3) Карта памяти учебной микроЭВМ

4) Информация о содержимом памяти и программно-доступных регистров

учебной микроЭВМ после включения питания

 

ОТЧЕТ

Структура микроЭВМ

 

ЭВМ в общем случае состоит из центрального процессора, памяти и внешних устройств. Центральный процессор является основной частью ЭВМ. В процессе работы ЭВМ центральный процессор опрашивает содержимое памяти ЭВМ и в зависимости от команды выполняет определенной действие. В качестве внешних устройств могут использоваться дисплей, клавиатура, накопители на гибких или жестких магнитных дисках, печатающее устройство и т.д.

Связь между центральным процессором, памятью и внешними устройствами осуществляется при помощи системной шины, имеющей в общем случае три магистрали: магистраль данных (МД), магистраль адреса (МА), и магистраль управления (МУ) (см. рис. 1)

 

Магистраль данных служит для обмена информацией между процессором и устройствами ЭВМ. Центральный процессор и устройства могут как передавать данные, так и принимать их, поэтому эта магистраль является двунаправленной.

Магистраль адреса используется для выбора внешних устройств, а также ячеек ОЗУ и ПЗУ.

Магистраль управления предназначена для синхронизации работы различных узлов ЭВМ. Сигналы МУ сообщают о характере данных и направлении движения информации по МД, о готовности процессора выполнить очередную пересылку данных, а также позволяют внешним устройствам обращаться к ЦП с запросами на обслуживание.

Рис. 1 Структура микро-ЭВМ

Распределение памяти в учебной микроЭВМ

 

Адресным пространством ЭВМ называется вся область памяти, которая может быть адресована при помощи имеющегося количества разрядов магистрали адреса (в учебной микро-ЭВМ размер адресного пространства составляет 64 Кбайт). В адресном пространстве расположены оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и в некоторых случаях регистры внешних устройств. Распределение адресного пространства для ОЗУ, ПЗУ и внешних устройств иллюстрируется картой памяти ЭВМ, которая приведена на рис. 2.

По типу доступа память ЭВМ можно разделить на оперативное запоминающее устройство, доступ к которому возможен по записи и чтению, и постоянное запоминающее устройство, доступ к которому возможен только в режиме чтения. Отличительной особенностью ОЗУ является то, что хранящаяся в них информация не сохраняется при выключении питания. Этой проблемы не существует в ПЗУ, информация, в которые заносится при их производстве или с помощью специальных программаторов.

В зависимости от архитектуры ЭВМ регистры внешних устройств могут находиться в адресном пространстве (совмещенная карта памяти), в этом случае доступ к ним производится командами работы с памятью. Возможен вариант, когда регистры внешних устройств расположены отдельно (раздельная карта памяти), и доступ к ним производится при помощи специальных команд ввода-

вывода. Каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки.

 

 

 

Рис. 2 Карта памяти учебной микроЭВМ