inranista|اینران ایستا


معماری کامپیوتر برای رشته مهندسی نرم افزار

تعداد بازدید: 198 | تاریخ انتشار : ۲۷/بهمن/۹۷


یکی از واحد های مهم رشته نرم افزار درس معماری کامپیوتر هست که مطالب نسبتا سنگینی دارد. مباحث اصلی مربوط به  سخت افزار و مدارهای منطقی با ریز معماری و مباحث حافظه و پردازنده هست.

 

معماري SPC

در اين نوع ساختار که اغلب کامپيوتر ها از آن پيروي ميکنند عمليات يک کامپيوتر توسط برنامه اي که توسط برنامه نويس نوشته شده و در حافظه RAM قرار داده ميشود کنترل ميگردد .

اين برنامه مجموعه اي از دستورالعمل هاست که نوع عمليات، عملوندهاي مربوطه و توالي اجراي عمليات را مشخص مي کند .

يک دستورالعمل يک کد باينري است که توالي انجام ميکرواپريشن ها را مشخص مي نمايد .

اصلي ترين قسمت يک کد دستورالعمل بخش Operation code يا Op-code است.

 Op-code نوع دستورالعمل نظير ADD ، SUB و غيره را مشخص ميکند تعداد بيتهاي

 Op-code به تعداد کل دستورالعملهاي موجود در cpu بستگي دارد .

دستورالعمل نه تنها بايد نوع عمل (opcode)  بلكه بايد محلي كه آن عمل روي آن انجام ميگردد (حافظه يا رجيستر) را مشخص كند.

 لذا در کد دستورالعمل يک محل حافظه با آدرس آن مشخص مي شود که اين آدرس جزئي از کد دستورالعمل را تشکيل مي دهد .

براي مشخص کردن رجيسترهاي CPU نيز از يک کد باينري استفاده مي شود اگر CPU  تعداد     رجيستر داشته باشد از يک کد  Kبيتي براي آنها استفاده مي شود

 

کامپیوتر پایه مانو

واحد حافظه با 4096 کلمه 16 بیتی

رجيسترهای AR, PC, DR, AC, IR, TR, OUTR, INPR, SC

فلیپ فلاپ های I, S, E, R, IEN, FGI, FGO

رمزگشای 3 به 8 اعمال و 4 به 16 زمانبندی

گذرگاه مشترک 16 بیتی

دروازه های منطقی کنترلی

جمع کننده و مدارهای منطقی که به ورودی AC وصل شده اند

 

کد دستورها

دستورهای کامپیوتر بصورت یک کد دودوئی هستند که ترتیب خاصی از ریز عمل ها را مشخص   می کنند.

کد دستور + آدرس

اگر تعداد دستورات 2n باشد، کد دستور باید n بیتی باشد.

کد دستور گاهی درشت عمل (Macro Operation) نامیده می شود.

آدرس یک رجيسترو یا مکانی از حافظه را مشخص می کند.

مکان حافظه آدرس عملوند می باشد.

دستورها و داده ها در حافظه قرار دارند.

 

کامپیوتر پایه  (معماری تک انباره ای)

یک رجيسترپردازنده

AC  accumulator

شکل دستور

کد دستور 4 بیتی می باشد.

12 بیت مربوط به آدرس می باشد

 

چرخه اجرای دستور

خواندن یک دستور 16 بیتی از حافظه

استفاده از12 بیت آدرس جهت واکشی عملوند از حافظه

اجرای کد دستور 4 بیتی

 

اضافه نمودن مدهای آدرس دهی

آدرس 12 بیتی قرار گرفته در دستور

مستقیم (direct)

آدرس مکانی از حافظه که داده در آنجا قرار گرفته است.

غیر مستقیم (indirect)

آدرس مکانی از حافظه که در آنجا آدرس داده مورد نظر (عملوند) قرار گرفته است.

به آدرس مکان عملوند آدرس موثر (EA) گفته می شود.

یکی از بیت های دستور به عنوان بیت غیرمستقیم در نظر گرفته شده است.

 

لیست رجيستر های کامپیوتر پایه

نماد

تعداد بیت

نام

وظیفه

DR

16

رجيسترداده

عملوندخوانده شده از حافظه

AR

12

رجيسترآدرس

نگهداری آدرس حافظه

AC

16

انباره

رجيستر پردازشگر

IR

16

رجيستردستور

کد دستور خوانده شده

PC

12

شمارنده برنامه

نگهداری آدرس دستور

TR

16

رجيسترموقت

نگهداری داده های موقتی

INPR

8

رجيسترورودی

کاراکترهای ورودی

OUTR

8

رجيسترخروجی

کاراکترهای خروجی































 

ورودی های کنترلی رجيسترها

LD (load)  بار کردن

INR (increment)  افزایش يك واحدي

CLR (clear)  پاک کردن

شمارنده برنامه

آدرس مکانی از حافظه که دستور بعدی در آن قرار گرفته است را نگه  می دارد.

در زمانی که چرخه اجرای دستور فعلی کامل شد، دستور بعدی واکشی (fetch) می شود.

دقیقا پس از واکشی دستور،  PC افزایش می یابد.

در زمان اجرای دستور انشعاب (branch) ، PC مقدار جدیدی می گیرد.

 

گذرگاه مشترک (bus)

رجيسترها را به یکدیگر و به حافظه وصل می کند.

با توجه به S2 S1 S0 مشخص می شود که خروجی کدام بخش باید روی گذرگاه قرار گیرد.

زمانی که رجيسترکمتر از 16 بیت داده دارد ، به بیت های با ارزش گذرگاه مقدار صفر داده  می شود.

رجيستري که پایه LD آن یک باشد،  داده ها را از گذرگاه می خواند.

در زمانی که پایه Write حافظه فعال باشد، داده ها در حافظه نوشته می شوند.

در زمانی که پایه Read حافظه فعال باشد، دادههای حافظه روی گذرگاه قرار  میگیرد.

مشروط به اینکه S2 S1 S0=111 باشد.

 

رجيسترآدرس- AR

همیشه برای مشخص کردن آدرسی از حافظه بکار می رود.

این رجيستراختصاصی  نیاز به وجود گذرگاه جداگانه ای برای گذرگاه آدرس را از بین برده است.

محتوای هر یک از رجيسترهایی که خروجی آنها به گذرگاه متصل است را می توان در حافظه نوشت.

هر یک از رجيسترهایی که ورودی آن به گذرگاه متصل است، می تواند به عنوان مقصد دستور Read از حافظه باشد.

در صورتی که خط LD آن فعال باشد.

 

رجيسترانباره  يا اكومولاتور- AC

ورودی این رجيستر، خروجی مدار جمع کننده و منطقی می باشد.

مدار جمع کننده و منطقی

ورودی

خروجی 16 بیتی انباره(AC)

خروجی 16 بیتی رجيسترداده(DR)

خروجی 8 بیتی رجيسترورودی(INPR)

خروجی

ورودی 16 بیتی انباره(AC)

فلیپ فلاپ E (سرریز یا همان بیت توسعه انباره)

رجيسترهای داده و انباره برای انجام اعمال منطقی و محاسباتی بکار میروند.

 

فرمت دستورات

فقط 3 بیت برای کد دستور بکار می رود.

بنا به فرض فوق، بنظر می رسد که فقط 8 کد دستور مختلف می توانیم داشته باشیم.

اما این غلط است...

زمانی که کد عمل 111 است يعني در دستورات مراجعه به رجيستر و دستورات ورودي/خروجي كه احتياج به آدرس ندارند، 12 بیت باقيمانده جهت توسعه فضای تعریف کد دستورالعمل ها بکار می رود.

در عمل تعداد 25 دستورالعمل براي كامپيوتر پايه تعريف شده است.

 

واحد کنترل

خواندن دستور از حافظه و انتقال آن به IR

قرار دادن سمت  چپ ترین بیت در فلیپ فلاپ I

رمزگشایی کد 3 بیتی دستورالعمل با استفاده از یک رمزگشای 3 به 8 در خطوط D0 تا D7

رمزگشایی کد 4 بیتی شمارنده ترتیبی با استفاده از یک رمزگشای 4 به 16 در خطوط T0 تا T15 سیگنالهای زمانی

مقادیر I، D0 تا D7 و T0 تا T15 و 12 بیت سمت راستی IR و سایر ورودی ها به دروازه های کنترلی و منطقی ارسال میگردند.

ترتیب شمار (SC)

دارای ورودی های افزایش (INR) و پاک کردن (CLR) می باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


توجه !



ارسال نظر






نظرات شما

اولین کسی باشید که نظر می دهید

تبلیغات



مطالب اخیر


◄ موتورهای الکتريکي


◄ نرم افزار کمک دانلود از یوتوب


◄ اموزش استخراج بیت کوین با برنامه CryptoTab


◄ تبدیل انواع ارز های دیجیتالی به تومن


◄ آموزش نصب بازی فورت نایت (fortnite) برای اندروید


◄ نصب کالی لینوکس بر روی اندروید


◄ تنظیم مک آدرس برای مودم تی پی لینک (Tp-link)


◄ تنظیم مک آدرس برای مودم دی لینک D-link(DSL-2740U)


◄ انتقال سایت از هاست (Host) به سرور مجازی (vps)


◄ 9 زبان برنامه نویسی جدید برای یادگیری در سال 2019


◄ مقایسه HTML 4 با HTML5


◄ مدیریت لاگ ها(Log)در لینوکس


◄ دانلود تحقیق ربات های تلگرام برای ارائه


◄ دانلود پروژه تحقیقاتی در مورد سایبورگ(Cyborg)


◄ فریز شدن(هنگ کردن) ناگهانی گوشی های اندروید یا آیفون


◄ حملات DDOS یا DOS + جلوگیری از حملات


◄ نحوه فکتوری ریست کردن(بازگردانی به حالت کارخانه)گوشی ها بدون داشتن رمز


◄ معماری کامپیوتر برای رشته مهندسی نرم افزار


◄ ماشین حساب ساده با زبان پایتون


◄ نرم افزار OPenGl و رسم چند شکل همراه با کد


◄ تحقیق در مورد رسانه های ذخیره سازی برای رشته نرم افزار


◄ گزارش کار آموزی رشته نرم افزار-شرکت نرم افزاری و سخت افزاری موبایل


◄ پروژه مطالعه،بررسی ومقایسه الگوریتم های فراابتکاری + به همره کد



آمار سایت


بازدید امروز: 14

بازدید دیروز: 54

بازدید کل: 10398



inranista|اینران ایستا

راه های ارتباطی


نماد اعتماد زرین پال