Тема: Обмін даними між зовнішніми пристроями та мікропроцесорною системою. Інтерфейси: системний, розподілених систем керування, локальних обчислювальних систем, мультипроцесорних систем.
Мета: Дати учням поняття про склад і структуру персонального комп'ютера та ознайомитися з обміном даними між зовнішніми пристроями та мікропроцесорною системою.
Тип уроку: комбінований.
Методичне забезпечення уроку: плакат, роздатковий матеріал, підручник, мультимедійний проектор, інтерактивна дошка, електронний комплекс.
Структура уроку
1. Організаційний момент.
Перевірка готовності учнів до уроку та присутності на уроці.
2. Актуалізація опорних знань.
З учнями ведеться усне опитування:
1. Яке призначення периферійних пристроїв?
2. Які ви знаєте периферійні пристрої?
3. Які є пристрої вводу інформації?
4. Що таке відеоадаптер?
5. Друкувальні пристрої?
6. Які є пристрої виводу інформації?
3. Пояснення нового матеріалу.
Тема уроку: “Обмін даними між зовнішніми пристроями та мікропроцесорною системою. Інтерфейси: системний, розподілених систем керування, локальних обчислювальних систем, мультипроцесорних систем”.
Мета уроку: Дати учням поняття про склад і структуру персонального комп'ютера та ознайомитися з обміном даними між зовнішніми пристроями та мікропроцесорною системою.
План уроку
1. Поняття машинного циклу.
2. Цикл команди.
3. Фаза вибірки.
4. Фаза виконання.
5. Системний інтерфейс.
Почасове узгодження інформаційних сигналів в МПП здійснюється за допомогою спеціальних сигналів, які надходять з пристрою керування МП. МПП чи МПС функціонує синхронно з появою тактових сигналів. Найпростіша дія, яка виконується в МПП (МПС), називається станом. Він охоплює один період сигналу тактування — тактовий інтервал, чи такт.
Певна кількість тактових інтервалів становить машинний цикл. Для одного звернення до пам'яті чи пристрою Вводу/виводу необхідний один машинний цикл. За один цикл здійснюється вибірка команди чи даних, а також коду адреси (можливо, байта команди чи даних і байта коду адреси).
Машинний цикл — частина команди (інколи повністю команда). З початком кожного машинного циклу на виводі синхронізації МП виникає сигнал синхронізації. Він передається в запам'ятовуючий пристрій (ЗП) чи пристрій вводу/виводу (ПВВ) і «сповіщає» про початок нового машинного циклу, в результаті чого досягається узгодження в часі дії цих пристроїв з роботою МП.
Схема 1. Структура команди
Цикл команди — інтервал часу, необхідний для вибірки команди з пам'яті та її виконання. Він складається з одного або кількох машинних циклів, їх кількість, як правило, дорівнює кількості звернень МП до пам'яті чи одного з ПВВ.
Керуючий пристрій виконує функції керування і синхронізації, тобто керує зміною подій в необхідній послідовності, узгоджуючи їх із сигналами тактового генератора. Він складається з керуючого автомату, призначеного для керування процесами всередині МП, і схеми, яка, одержуючи сигнали ззовні, виробляє сигнали, що керують системою.
Код команди дешифрується, перетворюючись на двійкові сигнали, які діють на модулі та блоки МП, що беруть участь у виконанні цієї команди.
Цикл команди поділяється на дві фази: фаза вибірки і фаза виконання.
Фаза вибірки — автомат задає початок чергового циклу, надсилає сигнал, за яким число, що знаходиться в лічильнику команд, передається в буферний регістр адреси. Звідти через шину адреси код адреси команди спрямовується в пам'ять, де дешифрується. За сигналом «зчитування» з комірки пам'яті слово команди зчитується і передається шиною даних у буферний регістр даних, з якого пересилається в регістр команд, потім дешифрується.
Фаза виконання — пристрій керування генерує послідовність сигналів, необхідну для виконання команди. За цей час дані лічильника збільшуються на одиницю. Цим формується адреса наступної виконуваної команди.
Зчитування чи запис слова відбувається протягом певного інтервалу часу, який називають часом доступу. Інтервал часу, що витрачається на звернення до пам'яті та одержання від неї сигналу готовності, називається циклом очікування готовності. Він становить частину машинного циклу.
Системний інтерфейс
Архітектурні можливості мікропроцесорних систем значною мірою залежать від типу інтерфейсу.
Уніфікований інтерфейс – це сукупність правил, що встановлюють єдині принципи взаємодії пристроїв мікропроцесорних систем.
До складу інтерфейсу входять апаратні засоби з’єднання пристроїв (з’єднувачі, зв’язки), номенклатура і характер зв’язків, програмні засоби опису характеру сигналів інтерфейсу та їх почасової діаграми, а також електрофізичних параметрів сигналів.
Основне завдання інтерфейсу – на основі уніфікації забезпечити сумісність апаратних і конструктивних засобів, що зумовлюють задану якість автоматичної взаємодії різних функціональних елементів в єдиному процесі обробки інформації в мікропроцесорних системах на етапах збирання, перетворення, зберігання та видачі результатів і керуючих дій.
Архітектура мікропроцесорних систем визначається переважно трьома інтерфейсними рівнями: системним, міжмашшинним та малим інтерфейсом (інтерфейсом периферійних пристроїв).
Системний інтерфейс забезпечує об’єднання основних модулів (блоків) МПС в єдину систему на рівні обміну Інформацією з процесором і ОЗП.
Системні інтерфейси поділяють на зосереджені (інтерфейси ПЕОМ), локально-зосереджені (Q-bus) та локальні (Unibus).
Міжмашинний інтерфейс забезпечує побудову мультипроцесорних систем та локальних і розподілених систем та мереж.
Малі інтерфейси враховують відмінність фізичних принципів роботи груп периферійних пристроїв і ПЗО. Контролери малих інтерфейсів забезпечують вихід на системний інтерфейс. При цьому контролери периферійних пристроїв і ПЗО виходять на відповідний малий інтерфейс.
4. Закріплення нового матеріалу.
1) Як здійснюється почасове узгодження інформаційних сигналів в МПП?
2) Що таке машинний цикл?
3) Що таке цикл команди?
4) Яка структура команди?
5) Що таке фаза вибірки?
6) Що таке фаза виконання?
7) Що таке системний інтерфейс?
5. Виставлення оцінок з поясненням. Домашнє завдання.
|