Микропроцессорный комплект больших интегральных схем, страница 5

Дополнением к АЛУ является специальный регистр –аккумулятор. Он хранит одно слово бинарной информации и с ним взаимодействует комбинационная схема для выполнения арифметических и логических операций. Одновременно АЛУ может совершать операции только над двумя операндами, в большинстве случаев один операнд находится в аккумуляторе, а второй - извлекается командой из памяти. Результат выполнения операции обычно остается в аккумуляторе.

Основные арифметические операции в АЛУ – сложение и вычитание. Сложение бинарных чисел выполняется по тем же правилам, что и десятичных, а перенос в следующий разряд производится после того как сумма достигнет (1+1).

Например:

Вычитание одного числа из другого происходит путем прибавления к первому числу дополнения другого числа:

А – В = А = (- В),

где (-В) = (0 - В) есть дополнение числа В.

Сдвиг бинарного числа, записанного в аккумуляторе, на одну позицию влево приводит к его удвоению, а на одну позицию вправо делит его пополам. Операции сдвига широко используются в подпрограммах умножения, деления и других арифметических действий.

Устройства памяти

ЦП должен иметь возможность обращаться к каждой ячейке памяти, для чего в ПС записывается адрес требуемой ячейки. Адрес представляет бинарное число (двоичное). Если оно равно длине машинного слова, то максимальная емкость памяти определяется максимальным числом, которое может быть задано одним машинным словом. С помощью 4-разрядного бинарного слова можно адресовать только к 16 ячейкам памяти при 8-разрядном слове – до 256 слов. Увеличение емкости памяти требует расширения адресной части команды. В малоразрядных МП для этого используется два, три и более машинных слов.

Емкость памяти принято исчислять порциями, кратными 1024 словам, это соответствует сокращенному обозначению 1К ячеек. Для адресации к 1К ячеек нужно иметь 10-битный адрес при 12-битном адресе емкость памяти равна 4096, т.е. 4К. При 16-разрядном слове емкость памяти возрастает до 64К ячеек.

Различают основную (внутреннюю) память и внешнюю память. основная память – это запоминающие устройство, которые подключены непосредственно к шинам адреса и данных и к которым постоянно обращается ЦП за получением команд и данных. Внешняя память – это запоминающие устройства большой емкости, к которым ЦП не имеет непосредственного доступа, и потому они подключаются через систему ввода-вывода.

По способу обращения ЗУ можно разделить на два класса: с произвольным обращением, или выбором (ЗУПВ), и последовательным обращением. В памяти с произвольным доступом к информации можно обращаться, определяя адрес в любом порядке, и время считывания из ячейки памяти не зависит от ее адреса. В последовательной памяти данные можно считывать только в том же порядке, в каком они записывались. Время обращения к последовательной памяти зависит от положения ячейки, в которой хранятся данные, поэтому эта память не используется как основная. Обычно последовательная память применяется как буферная в терминалах и других внешних устройствах. К ней относятся магнитные ленты и диски.

Память с произвольным обращением делится на оперативную и постоянную. Оба вида можно реализовать по биполярной и МОП-технологии.

Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) – это память, позволяющая, только прочитать то, что в ней записано, и не допускающая возможности хотя бы частичного изменения информации, занесенной в нее в процессе изготовления. Она характеризуется большим объемом хранимой информации и меньшей потребляемой мощностью по сравнению с оперативным запоминающим устройством. Но главное ее достоинство в том, что хранимая в ПЗУ информация не разрушается при выключении питания.