<<Σχεδίαση Υλοποίηση καρτών προσαρμογής εφαρμογών στο Μικροεπεξεργαστή Μ68000 και ανάπτυξη Προγραμμάτων εφαρμογών πραγματικού χρόνου>>

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "<<Σχεδίαση Υλοποίηση καρτών προσαρμογής εφαρμογών στο Μικροεπεξεργαστή Μ68000 και ανάπτυξη Προγραμμάτων εφαρμογών πραγματικού χρόνου>>"

Transcript

1 Θέμα πτυχιακής: <<Σχεδίαση Υλοποίηση καρτών προσαρμογής εφαρμογών στο Μικροεπεξεργαστή Μ68000 και ανάπτυξη Προγραμμάτων εφαρμογών πραγματικού χρόνου>> Εισηγητής Καθηγητής: Δρ.Πογαρίδης Δημήτριος Σπουδαστές: Ευφραιμίδου Χρυσοβαλάντου Πολυανίδης Βασίλειος Ευχαριστούμε πάρα πολύ τους γονείς μας που μας έδωσαν την δυνατότητα να σπουδάσουμε και να εκπληρώσουμε τα ονειρά μας. Ευχαριστούμε θερμά όλους όσους συνέβαλαν στην περάτωση της πτυχιακής εργασίας. Ιδιαίτερα τον εισηγητή και καθηγητή μας Δρ.Πογαρίδη Δημήτριο, και τον καθηγητή μας Τσακαλίδη Ηλία.

2 Πρόλογος...1 Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή Η ανάγκη: Έξυπνα, ευέλικτα συστήματα με μικρό μέγεθος Ο τρόπος:ολοκληρωμένα κυκλώματα Το Αποτέλεσμα : Η εμφάνιση των μικρο-επεξεργαστών Μικρουπολογιστές και μικροεπεξεργαστες Ιστορική αναδρομή Ανακεφαλαίωση...12 Κεφάλαιο 2 Εισαγωγή Εισαγωγή στο μικροεπεξεργαστή Κατηγορίες μικροεπεξεργαστών Κατασκευαστές μικροεπεξεργστών H αρχιτεκτονική των μικροεπεξεργαστών Αριθμητική και λογική μονάδα Μονάδα ελέγχου Καταχωρητές Τι πρέπει να γνωρίζουμε για ένα μικροεπεξεργαστή Ανακαιφαλαίωση...24 Κεφάλαιο 3 Εισαγωγή Ο μικροεπεξεργαστής Διασύνδεση του μικροεπεξεργαστή με τα περιφερειακά Διάδρομος ελέγχου Διάδρομος ασύγχρονου ελέγχου Διάδρομος κατάστασης μικροελεγκτή και κώδικες λειτουργίας Διάδρομος ελέγχου συστήματος Διάδρομος Ελέγχου Διακοπών Διάδρομος Ελέγχου Διαιτησίας Διαδρόμου Διάδρομος Σύγχρονου Ελέγχου Προγραμματισμός Εισαγωγή Μεθοδολογία ανάπτυξης προγραμμάτων Προγραμματισμός...37

3 Κεφάλαιο Μέθοδοι διευθυνσιοδότησης Οι εντολές της ASSEMBLY του Διάγραμμα ροής...44 Κεφάλαιο 5 Σχεδίαση συστήματος εισόδου-εξόδου 5.1 Παράλληλη επικοινωνία Η Χρήση ειδικών καταχωρητών εισόδου/εξόδου του μικροεπεξεργαστή Είσοδος-Έξοδος με εξωτερικούς καταχωρητές Είσοδος-Έξοδος χαρτογραφημένη σε μνήμη (Memory mapped I/O) Σήματα χειραψίας Ο PI/T Παράλληλος προσαρμοστής/χρονιστής (parallel interface/timer) Διασύνδεση του Μ68230 στον Μ Προγραμματίζοντας τον 68230PI/T Διπλός Καθολικός Ασύγχρονος Πομποδέκτης (DUAL UART) Σύνδεση του στο μικροεπεξεργαστή Προγραμματισμός του

4 Ασκήσεις 1.Να γραφτεί μία υπορουτίνα που θα παράγει στην ακίδα d 2 της πόρτας Β του PI/T την παλμοσειρά που φαίνεται στο σχήμα Να γραφτεί ένα πρόγραμμα που θα κάνει δυαδική αρίθμηση από $00 έως $FF και θα την απεικονίζει στα LED. Η χρονική απόσταση ανάμεσα στην εμφάνιση δύο διαδοχικών παραστάσεων να είναι 1 sec Στο σχήμα 1 φαίνεται σε διάγραμμα βαθμίδων ένα κύκλωμα μετατροπής ψηφιακού σήματος σε αναλογικό. Να γραφτεί ένα πρόγραμμα που θα παράγει έναν πριονωτό παλμό πλάτους 5V και θα τον βγάζει στην έξοδο του μετατροπέα Στο σχήμα 1 φαίνεται σε διάγραμμα βαθμίδων ένα κύκλωμα ασύγχρονης σειριακής επικοινωνίας μεταξύ δύο υπολογιστών. Ζητείται:Να γραφτεί ένα πρόγραμμα επικοινωνίας μεταξύ των δύο υπολογιστών, που θα εμφανίζει στην οθόνη το πλήκτρο που πατιέται στο δεύτερο και αντίστροφα Στο σχήμα 1 φαίνεται σε διάγραμμα βαθμίδων ένα κύκλωμα ασύγχρονης σειριακής επικοινωνίας μεταξύ δύο υπολογιστών. Ζητείται:Να γραφτεί ένα πρόγραμμα επικοινωνίας μεταξύ των δύο υπολογιστών, που όταν θα πατιέται ένα πλήκτρο στον πομπό θα εμφανίζεται στην οθόνη του, αφού σταλεί στο δέκτη, ο οποίος λειτουργεί σε μορφή δέκτη echo. Το πλήκτρο που πατιέται στον πομπό θα εμφανίζεται και στην οθόνη Να γραφτεί ένα πρόγραμμα ώστε ο κινητήρας να εκτελεί προγραμματισμένη διαδοχή περιστροφών προκαθορισμένη από το χρήστη Να γραφεί πρόγραμμα που να περιστρέφει τον βηματικό κινητήρα κατά ένα πλήρη κύκλο (96 βήματα) προς τα δεξιά, να καθυστερεί ένα δευτερόλεπτο και μετά να κάνει ένα πλήρη κύκλο προς τα αριστερά Να γραφεί πρόγραμμα που να περιστρέφει τον βηματικό κινητήρα, πλήρη περιστροφή δεξιά, να καθυστερεί ένα δευτερόλεπτο και μετά να τον ξανά περιστρέφει. Οι τιμές θα παίρνονται από πίνακα των 8 τιμών...132

5 Σχήματα Σχήμα 1.1 Η μορφή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων των μικροεπεξεργαστών...3 Σχήμα 1.2 Η διαδικασία κατασκευής των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων...5 Σχήμα 1.3 Η κοπή των πλακιδίων από το δίσκο πυριτίου...6 Σχήμα 1.4 Ένα τυπικό μικρουπολογιστικό σύστημα...7 Σχήμα 1.5 Οι δίαυλοι επικοινωνίας του Μικρουπολογιστή...8 Σχήμα 1.6 Η μορφή των εντολών...10 Σχήμα 1.7 Γνωστοί μικροεπεξεργαστές: α)8080α, β) , γ)pentium-ii...11 Σχήμα 2.1 Τα βασικά στοιχεία ενός μικροϋπολογιστή...13 Σχήμα 2.2 Ο μικροεπεξεργαστής...16 Σχήμα 2.3 Η αριθμητική και λογική μονάδα...17 Σχήμα 2.4 Η μονάδα ελέγχου...20 Σχήμα 2.5 Ο καταχωρητής κατάστασης Επεξεργαστή...21 Σχήμα 3.1 Οι ακροδέκτες του ολοκληρωμένου του μικροεπεξεργαστή Σχήμα 3.2 Χώρος διευθύνσεων λέξεων...28 Σχήμα 3.3 Χώρος διεύθυνσης byte...29 Σχήμα 5.1 Μορφή Ι/Ο με καταχωρητές σχεδιασμένους πάνω στο μικροεπεξεργαστή...46 Σχήμα 5.2 Μορφή Ι/Ο που χρησιμοποιεί εξωτερικούς καταχωρητές, οι οποίοι εντοπίζονται από το μικροεπεξεργαστή μέσω των γραμμών και των εντολών ΙΝ ή ΟUΤ...47 Σχήμα 5.3 Χαρτογραφημένη στη μνήμη (Memory mapped) πόρτα εξόδου, που εντοπίζεται με τη χρήση μιας εντολής STORE...49 Σχήμα 5.4 Χαρτογράφημένη στη μνήμη (Memory Mapped) πόρτα εισόδου, που εντοπίζεται με μία εντολή load...50 Σχήμα 5.5 Ο Μ68230 PI/T σε μορφή διαγράμματος βαθμίδων...54 Σχήμα 5.6 Διασύνδεση με το μικροεπεξεργαστή Σχήμα 5.7 Διασύνδεση περιφερειακής και μικροεπεξεργαστή μέσω PI/T...68 Σχήμα 5.8 Οι τέσσερις δυνατοί τρόποι δημιουργίας του ρολογιού του μετρητή...75 Σχήμα 5.9 Διασύνδεση με το μικροεπεξεργαστή Σχήμα 5.10 Εναλλακτικές λειτουργίες των γραμμών του

6 Πίνακες Πίνακας 5.1 εσωτερικοί καταχωρητές του PI/Τ...56 Πίνακας 5.2 Γενικός καταχωρητής ελέγχου πορτών του Πίνακας 5.3 Καταχωρητής ελέγχου πόρτας Α στην μορφή 0, υπομορφή Πίνακας 5.4 Καταχωρητής ελέγχου πόρτας Α στην μορφή 0, υπομορφή Πίνακας 5.5 Καταχωρητής ελέγχου πόρτας Α στην μορφή 0, υπομορφή Πίνακας 5.6 Καταχωρητής κατάστασης πορτών...67 Πίνακας 5.7 Ο καταχωρητής ανύσματος διακοπών πορτών...69 Πίνακας 5.8 Καταχωρητής ελέγχου χρονιστή...75 Πίνακας 5.9 Εσωτερικοί καταχωρητές του DUART...79 Πίνακας 5.10 Καταχωρητής μορφής Πίνακας 5.11 Καταχωρητής μορφής Πίνακας 5.12 Καταχωρητής επιλογής ρολογιού...83 Πίνακας 5.13 Καταχωρητής εντολών...83 Πίνακας 5.14 Καταχωρητής κατάστασης του καναλιού Α...84 Πίνακας 5.15 Καταχωρητής συνδεσμολογίας πόρτας εξόδου...85 Πίνακας 5.16 Καταχωρητής μεταβολής πόρτας εισόδου...87 Πίνακας 5.17 Συμπληρωματικος καταχωρητής ελέγχου...90 Πίνακας 5.18 Καταχωρητής κατάστασης διακοπών...91 Πίνακας 5.19 Καταχωρητής μάσκας διακοπών...92 Εικόνες Εικόνα 1. Σχέδιο Κάρτας...94 Εικόνα 2. Παλμογράφος Εικόνα 3. Εκπαιδευτική πλακέτα Εικόνα 4.Πλακέτα led Εικόνα 5. Πλακέτα μετατροπής ψηφιακού σήματος σε αναλογικό Εικόνα 6 κάρτα ελέγχου κινητήρα DC Εικόνα 7. Πλακέκα βηματικού κινητήρα Εικόνα 8. Πλακέτα flight 68k...160

7 Παράρτημα 1 Οδηγίες χρήσης του cross assembler στον flight 68k Παράρτημα2 Οι εντολές του monitor Παράρτημα3 Κλήσεις του συστήματος monitor flight 68k Παράρτημα4 Πόρτες Είσοδου Έξοδου διακόπτες και σήματα που χρησιμοποιούνται στις εφαρμογές που ακολουθούν Βιβλιογραφία...161

8 1 Πρόλογος Το θέμα της πτυχιακής εργασίας που υλοποιήσαμε είναι η ανάπτυξη εφαρμογών με τον Motorola και η σχεδίαση μίας κάρτας με την οποία συνδέουμε τον Motorola με άλλες περιφερειακές κάρτες (αναλόγως την εφαρμογή) ώστε να τις υλοποιήσουμε. Οι εφαρμογές που είχαμε να υλοποιήσουμε είναι : Παράλληλη Επικοινωνία Μετατροπή Αναλογικού σε Ψηφιακό Σήμα Μετατροπή Ψηφιακού σε Αναλογικό Σήμα Ασύγχρονη Σειριακή Επικοινωνία Κινητήρας Συνεχούς Ρεύματος Βηματικός Κινητήρας Ο προγραμματισμός έγινε σε γλώσσα Assembly Motorola Για τον προγραμματισμό, την διόρθωση του κώδικα και την φόρτωση του προγράμματος στον μικροεπεξεργαστή Motorola χρησιμοποιήθηκε το πακέτο Embedded Development Studio το οποίο παρέχει η εταιρία Flite μαζί με την πλακέτα MKII. Αφού μελετήθηκαν σε βάθος οι εφαρμογές καθώς και οι υπάρχουσες περιφερειακές κάρτες, σχεδιάστηκε η νέα κάρτα η οποία θα συνέδεε τον Motorola με της παλαιότερες ασκήσεις. Η δημιουργία της κάρτας έγινε με την βοήθεια του προγράμματος Protel. Μετά την δημιουργία του σχεδίου, φτιάχτηκε μια δοκιμαστική κάρτα με την οποία δοκιμάστηκαν οι ασκήσεις και στην πράξη. Η κάρτα εφαρμογών συνδέσει τον Motorola με τις περιφερειακές κάρτες: Παράλληλης επικοινωνίας Μετατροπής Αναλογικού σε Ψηφιακό Σήμα Μετατροπής Ψηφιακού σε Αναλογικό Σήμα Κινητήρα Συνεχούς Ρεύματος Βηματικού Κινητήρα Η εφαρμογή της Ασύγχρονης Σειριακής Επικοινωνίας, δεν απαιτούσε την χρήση της κάρτας, αλλά ήθελε μια μετατροπή στο καλώδιο RS232 που συνδέει τους δύο μικροεπεξεργαστές. Με αυτήν την εργασία γίνεται κατανοητή η λειτουργία των διακοπών (interrupts) του μικροεπεξεργαστή Motorola 68000, η λογική των χειραψιών, η επικοινωνία δύο επεξεργαστών σειριακά και ο τρόπος σχεδίασης μιας κάρτας διασύνδεσης. Παράλληλα οι εφαρμογές που σχεδιάστηκαν αποτελούν τα θεμέλια για κάθε εφαρμογή που θα συναντηθεί στην επαγγελματική σταδιοδρομία.

9 2 Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή 1.1 Η ανάγκη: Έξυπνα, ευέλικτα συστήματα με μικρό μέγεθος Καθώς οι υπολογιστές εξελίσσονταν, ένα από τα πιο σηµαντικά προβλήματα που παρουσιάστηκαν ήταν το πώς θα µπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε όσο το δυνατόν περισσότερες καθηµερινές εφαρµογές. Πολλές συσκευές (ηλεκτρικές συσκευές, συσκευές ελέγχου µηχανών, συστήµατα σηµατοδότησης) θα µπορούσαν να γίνουν πολύ πιο αποδοτικές και λειτουργικές, εάν µπορούσαν να χρησιµοποιήσουν την «ευφυΐα» και την ευκολία, µε την οποία κάνουν πράξεις οι υπολογιστές. Φυσικά, ήταν αδύνατο να δεσµετεί ένας µεγάλος ή έστω ένας µεσαίων δυνατοτήτων υπολογιστής σ αυτού του είδους τις εφαρµογές κυρίως λόγω του υπερβολικού τους µεγέθους και κόστους. Το ζητούµενο, λοιπόν, ήταν να κατασκευασθεί ένα σύστηµα που να περιέχει τόσο τα κυκλώµατα όσο και τη βασική λογ ική (πρόγραµµα) έτσι ώστε να µπορεί να αντεπεξέλθει στο σύνολο των απαιτούµενων εφαρµογών. Συνεπώς, η λύση θα ήταν ένας ολοκληρωµένος αυτοδύναµος υπολογιστής µέσα σ ένα µοναδικό ολοκληρωµένο κύκλωµα, ο οποίος θα έπρεπε να είχε τη δυνατότητα αποθήκευσης προγραµµάτων και εκτέλεσης σύνθετων µαθη- µατικών πράξεων. Βέβαια, όπως συνήθως γίνεται, οι απαιτήσεις της βιοµηχανίας και οι δυνατότητες των σχεδιαστών υπολογιστών ήταν αδύνατο να γεφυρωθούν. Φυσικά ήταν δυνατό να δοθεί λύση σε µερικές από τις απαιτήσεις, αλλά η κατασκευή ενός υπολογιστή πάνω σ ένα µοναδικό ολοκληρωµένο κύκλωµα φαινόταν σαν µία µακρινή επιδίωξη. Τη λύση φάνηκε να τη δίνει η τεχνολογία ολοκληρωµένων κυκλωµάτων, όταν µπόρεσε να τοποθετήσει χιλιάδες κυκλώµατα πάνω σε µια πολύ µικρή επιφάνεια. 1.2 Ο τρόπος: Ολοκληρωμένα κυκλώματα Όλα τα λογικά κυκλώµατα σήµερα κατασκευάζονται µε τη µορφή ολοκληρωµένων κυκλωµάτων (integrated circuits, ICs). Τα ολοκληρωµένα κυκλώ- µατα αποτελούνται από ένα κοµµάτι αγώγιµου υλικού (πυριτίου), πάνω στο οποίο έχει δηµιουργηθεί το κύκλωµα, το οποίο επιθυµούµε, µε τρανσίστορς (transistors), διόδους, αντιστάσεις και πυκνωτές. Το κοµµάτι αυτό του πυριτίου προστατεύεται από πλαστικό ή κεραµικό περίβληµα, ενώ οι είσοδοι και οι έξοδοι του κυκλώ µατος καταλήγουν σε µεταλλικές επαφές εκτός περιβλήµατος, που ονοµάζονται ακροδέκτες (pins). Η µορφή ενός ολοκληρωµένου κυκλώµατος φαίνεται στο σχήµα 1.1. Τα κυριότερα πλεονεκτήµατα, που έχουν τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα, είναι το µικρό µέγεθός τους, η µικρή κατανάλωση ισχύος, το µικρό κόστος και η µεγάλη αξιοπιστία τους.

10 3 (α) Mικροεπεξεργαστής 40-pin DIP σε πλαστικό περίβληµα (β) Mικροεπεξεργαστής 40-pin DIP σε κεραμικό περίβληµα (δ) Η αρίθμηση των ακροδεκτών Σε πλαστικό περίβλημα (ε) Η αρίθμηση των ακροδεκτών σε κεραμικό περίβλημα Σχήμα 1.1 Η μορφή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων των μικροεπεξεργαστών Τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα µε τον αριθµό των τρανσίστορς, που περιέχονται πάνω στην επιφάνεια του αγώγιµου υλικού. Σε γενικές γραµµές διαχωρίζονται ως εξής: Κυκλώµατα µικρής κλίµακας ολοκλήρωσης (Small Scale Integration ή SSI),που περιέχουν µερικά µόνο τρανσίστορ Κυκλώµατα µεσαίας κλίµακας ολοκλήρωσης (Medium Scale Integration ήmsi),που περιέχουν από µερικές δεκάδες µέχρι εκατοντάδες τρανσίστορς. Κυκλώµατα µεγάλης κλίµακας ολοκλήρωσης (Large Scale Integration ή LSI), που περιέχουν από µερικές εκατοντάδες έως χιλιάδες τρανσίστορς. Κυκλώµατα πολύ µεγάλης κλίµακας ολοκλήρωσης (Very Large Scale Integration ή VLSI), που περιέχουν από µερικές χιλιάδες έως εκατοντάδες χιλιάδες τρανσίστορς. Κυκλώµατα εξαιρετικά υψηλής κλίµακας ολοκλήρωσης (Ultra Large Scale Integration ή ULSI),που περιέχουν από ένα εκατοµµύριο τρανσίστορς και πάνω.

11 Καθώς ο αριθµός των τρανσίστορς, που περικλείονται σε µια επιφάνεια ενός ολοκληρωµένου κυκλώµατος, είναι τροµακτικά µεγάλος, είναι αδύνατη πλέον η σχεδίασή του χωρίς τη χρήση υπολογιστή. Κατά τη διάρκεια σχεδίασης, ο σχεδιαστής χρησιµοποιεί έναν τερµατικό σταθµό για να σχεδιάσει σε αυτόν το γράφηµα του λογικού κυκλώµατος, που θα αποτυπωθεί πάνω στην επιφάνεια πυριτίου. Κατόπιν, µε τη βοήθεια ειδικών προγραµµάτων αποθηκευµένων στον υπολογιστή και ειδικών εργαλείων, το γράφηµα αυτό θα σχηµατιστεί πάνω στην επιφάνεια του ολοκληρωµένου κυκλώµατος. Μετά το τέλος της διαδικασίας σχεδιασµού, ακολουθεί η διαδικασία παραγωγής και ελέγχου ορθής λειτουργίας του ολοκληρωµένου κυκλώµατος. Τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα κατασκευάζονται σε δεκάδες ή εκατοντάδες, ανάλογα µε το µέγεθός τους, πάνω σε ένα δίσκο πυριτίου, ο οποίος ονοµάζεται wafer (παρατηρήστε το σχήµα 1.2). Το wafer περιέχει εκτός από τα κυκλώ- µατα, τα οποία επιθυµούµε να κατασκευάσουµε, και κυκλώµατα ελέγχου της διαδικασίας (test structures). Τα κυκλώµατα αυτά έχουν ως στόχο την παρακολούθηση της διαδικασίας παραγωγής από τον κατασκευαστή και τον έλεγχο ποιότητας του αποτελέσµατος. Σε περίπτωση, που κάποια κυκλώµατα ελέγχου δείξουν προβληµατική συµπεριφορά, αυτόµατα σταµατάει η διαδικασία και o δίσκος πυριτίου απορρίπτεται. Το πρώτο βήµα που έχουµε εποµένως είναι η κατασκευή του δίσκου πυριτίου. Η διαδικασία αποτύπωσης των κυκλωµάτων πάνω σε αυτόν ακολουθεί διάφορα στάδια. Αρχικά έχουµε την κατασκευή µιας απόλυτα καθαρής ηµιαγώγιµης επιφάνειας, στην οποία υπεισάγονται προσµίξεις µε τη βοήθεια ενός µονωτικού επιστρώµατος οξειδίου για να αποδοθούν οι απαραίτητες ηλεκτρικές ιδιότητες. Πάνω στην επιφάνεια αυτή επιτίθεται προστατευτικό επίχρισµα και εκτίθεται σε ακτινοβολία µέσω µασκών, µετά καθαρίζεται, χαράσσεται µε οξέα, προστίθενται καινούργιες προσµίξεις και η διαδικασία αυτή επαναλαµβάνεται µέχρις ότου χαραχτούν όλα τα κυκλώµατα. Το επόµενο βήµα είναι ο έλεγχος των πλακιδίων (dies), που παράγονται. Η διαδικασία ελέγχου βασίζεται στην εφαρµογή σηµάτων ελέγχου στα σηµεία των εξωτερικών συνδεσµολογιών κάθε πλακιδίου. Όσα δεν έχουν σωστή απόκριση, σηµειώνονται ως ελαττωµατικά. 4

12 5 Σχήμα 1.2 Η διαδικασία κατασκευής Των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων

13 6 Στη συνέχεια, όπως φαίνεται στο σχήµα 1.3, οι δίσκοι πυριτίου κόβονται στα επιµέρους τµήµατα, που είναι τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα, και τα ελαττωµατικά απορρίπτονται. Το κάθε ολοκληρωµένο κύκλωµα, που προκύπτει, τοποθετείται σε µία βάση (πλαστικό ή κεραµικό περίβληµα) και οι γραµµές, που έχει, συνδέονται µε χρυσά σύρµατα στους ακροδέκτες της βάσης. Τέλος τοποθετείται το πάνω µέρος του περιβλήµατος και τα ολοκληρωµένα κυκλώ- µατα είναι έτοιµα. Σχήμα 1.3 Η κοπή των πλακιδίων από το δίσκο πυριτίου Μετά από το σηµείο αυτό γίνεται και ο τελικός έλεγχος των ολοκληρωµένων κυκλωµάτων σχετικά µε την τήρηση των προδιαγραφών λειτουργίας τους και την τήρηση των ζητούµενων χαρακτηριστικών. 1.3 Το Αποτέλεσμα : Η εμφάνιση των μικρο-επεξεργαστών Το αποτέλεσµα της εµφάνισης της τεχνολογίας των ολοκληρωµένων κυκλω- µάτων ήταν η ενσωµάτωση σε ένα µόνο ολοκληρωµένο κύκλωµα όλης της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας, η οποία βέβαια θα έπρεπε να προγραµµατίζεται για να περιέχει τις βασικότερες λειτουργίες ενός ψηφιακού υπολογιστή. Το κύκλωµα αυτό ονοµάστηκε µικροεπεξεργαστής. Η µνήµη του βρίσκεται σε αρκετά ολοκληρωµένα κυκλώµατα περιορισµένων αποθηκευτικών δυνατοτήτων, τα οποία το συνοδεύουν. Επίσης υποστηρίζεται και από µια πλειάδα α) ολοκληρωµένων κυκλωµάτων για να διασυνδέεται κατάλληλα και µε τον εξωτερικό κόσµο µια και δεν έχει ενσωµατωµένες αυτές τις δυνατότητες και β) ολοκληρωµένων κυκλωµάτων, που επιτελούν τις λειτουργίες χρονισµού και προώθησης δεδοµένων στον τελικό τους προορισµό.

14 7 Η ανάπτυξη της τεχνολογίας των ολοκληρωµένων κυκλωµάτων τις τελευταίες δεκαετίες έδωσε τη δυνατότητα να µπορούν να ενσωµατωθούν σε ένα ολοκληρωµένο κύκλωµα όλο και πιο πολύπλοκα κυκλώµατα (από τον πρώτο µικροεπεξεργαστή, που είχε 2 χιλιάδες τρανσίστορς, έχουµε φτάσει πλέον σε επεξεργαστές µε πάνω από 7 εκατοµµύρια τρανσίστορς σε ένα και µόνο ολοκληρωµένο κύκλωµα) µε αποτέλεσµα τη γρήγορη ανάπτυξη των µικροεπεξεργαστών και την ολοένα και πιο συχνή χρήση τους τόσο σε πολύπλοκες υπολογιστικές συσκευές όσο και σε απλές οικιακές συσκευές ή συστήµατα ελέγχου. 1.4 Μικρουπολογιστές και μικροεπεξεργαστες Η οργάνωση των µικροϋπολογιστικών συστηµάτων είναι παρόµοια µε εκείνη των κλασικών υπολογιστικών συστηµάτων (main frame, mini). Αποτελούνται, όπως µπορείτε να παρατηρήσετε στο σχήµα 1.4, από τις παρακάτω λειτουργικές µονάδες: Mονάδες εισόδου/εξόδου, µε τις οποίες το σύστηµα επικοινωνεί µε το εξωτερικό του περιβάλλον. Tοµικροεπεξεργαστή(ή αλλιώς κεντρική µονάδα επεξεργασίας), η οποία περιλαµβάνει την αριθµητική και λογική µονάδα, που επεξεργάζεται τα δεδοµένα, τη µονάδα ελέγχου, που είναι υπεύθυνη για τον έλεγχο και το συντονισµό όλων των µονάδων του συστήµατος, και τους καταχωρητές, που χρησιµεύουν για προσωρινή αποθήκευση. Tην κύρια µνήµη, που χρησιµεύει για την αποθήκευση των εντολών του προγράµµατος, των αρχικών δεδοµένων και των ενδιάµεσων αποτελεσµάτων. Σχήμα 1.4 Ένα τυπικό μικρουπολογιστικό σύστημα

15 8 Τα µηχανικά και ηλεκτρονικά µέρη του µικροϋπολογιστικού συστήµατος αποτελούν το υλικό (hardware), ενώ το σύνολο των προγραµµάτων και εντολών που κατευθύνουν τη λειτουργία του αποτελούν το λογισµικό (software). Ο συνδυασµός υλικού και λογισµικού αναφέρεται µερικές φορές σαν υλικολογισµικό (firmware). Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό σε σχέση µε άλλα υπολογιστικά συστήµατα είναι ότι ολόκληρη η µονάδα επεξεργασίας περιέχεται σε ένα ολοκληρωµένο κύκλωµα, που κατασκευάζεται σε ένα µικρό κοµµάτι πυριτίου και αναφέρεται σαν µικροεπεξεργαστής. Η ενσωµάτωση όλων των στοιχείων της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας σε ένα µόνο ολοκληρωµένο κύκλωµα, συνδυάζει τα πλεονεκτήµατα του µικρού µεγέθους, της υψηλής αξιοπιστίας και του χαµηλού κόστους. Ο µικροεπεξεργαστής συνδέεται κατάλληλα µε τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα της µνήµης και των µονάδων εισόδου/εξόδου, για να αποτελέσει το υπολογιστικό σύστηµα που ονοµάζουµε µικροϋπολογιστή ή µικροϋπολογιστικό σύστηµα. Σχήμα 1.5 Οι δίαυλοι επικοινωνίας του Μικρουπολογιστή

16 9 Θα πρέπει να αναφέρουµε επίσης ότι και οι µικροεπεξεργαστές, όπως άλλωστε και όλα τα λογικά κυκλώµατα, λειτουργούν µε βάση τη δυαδική λογική, όπου µε τη βοήθεια δύο µόνο λογικών καταστάσεων (λογικό 0 και λογικό 1), που αναπαρίστανται µε επίπεδα ηλεκτρικών τάσεων, εκτελούν όλες τις αριθ- µητικές πράξεις. Η τεχνική αυτή επιβλήθηκε για λόγους τεχνολογικής αξιοπιστίας. Έτσι οι πληροφορίες που ανταλλάσσει ο µικροεπεξεργαστής µε τη µνήµη και τις µονάδες εισόδου/εξόδου είναι συνδυασµοί δυαδικών ψηφίων. Η µεταφορά της δυαδικής πληροφορίας ανάµεσα στις διάφορες µονάδες του µικροϋπολογιστή γίνεται παράλληλα από ένα σύνολο γραµµών, που αναφέρονται σαν δίαυλος δεδοµένων (data bus). Οι γραµµές αυτές αναφέρονται σαν γραµµές δεδοµένων(data lines). Ο δίαυλος δεδοµένων δεν λύνει όλα τα προβλήµατα µεταφοράς της πληροφορίας. Ο µικροεπεξεργαστής θα πρέπει να έχει τη δυνατότητα επιλογής της µονάδας, µε την οποία θα επικοινωνήσει, και να µπορεί να την ειδοποιήσει ότι θα στείλει ή θα πάρει δεδοµένα από αυτή. Για το λόγο αυτό διαθέτει δύο ακόµα διαύλους, το δίαυλο διευθύνσεων (address bus) και το δίαυλο ελέγχου (control bus). Οι γραµµές των διαύλων αυτών λέγονται αντίστοιχα γραµµές διευθύνσεων(address lines) και γραµµές ελέγχου(control lines). Με τις γραµµές διευθύνσεων ο µικροεπεξεργαστής στέλνει τη δυαδική διεύθυνση της θέσης µνήµης ή της µονάδας εισόδου/εξόδου, µε την οποία θέλει να επικοινωνήσει, και µε τις γραµµές ελέγχου τα κατάλληλα ηλεκτρικά σήµατα για την ενεργοποίηση των επιθυ- µητών λειτουργιών της µνήµης ή των µονάδων εισόδου/εξόδου. Παρατηρήστε στο σχήµα 1.5 τον τρόπο µε τον οποίο συνδέονται οι δίαυλοι επικοινωνίας σε ένα τυπικό µικροϋπολογιστικό σύστηµα. Η απαίτηση της ενεργοποίησης στοιχειωδών λειτουργιών σε προκαθορισµένα χρονικά διαστήµατα, δηµιουργεί την ανάγκη ύπαρξης µιας βάσης χρόνου, που αναφέρεται ως κύκλωµα χρονισµού (clock). Το κύκλωµα χρονισµού αποτελείται συνήθως από ένα κρυσταλλικό ταλαντωτή, που παράγει τετραγωνικούς παλµούς σταθερής συχνότητας. Η συχνότητα αυτή του ταλαντωτή καθορίζει και τη συχνότητα λειτουργίας του µικροεπεξεργαστή. Σε κάθε υπολογιστή η κύρια µνήµη αποτελείται από ένα σύνολο θέσεων, καθεµία από τις οποίες περιλαµβάνει ένα ή περισσότερα αποθηκευτικά κύτταρα (storage cells) ικανά να αποθηκεύσουν πληροφορία ενός δυαδικού ψηφίου 0 ή 1 (binary digit bit). Η διάκριση µεταξύ δύο θέσεων γίνεται από ένα χαρακτηριστικό αριθµό, που ονοµάζεται διεύθυνση. Η αρίθµηση των θέσεων µνήµης αρχίζει από τον αριθµό 0 και είναι συνεχής. Ο αριθµός, που αντιστοιχεί στην τελευταία θέση µνήµης, το πλήθος δηλαδή των θέσεων µνή- µης, διαφέρει από σύστηµα σε σύστηµα και εξαρτάται αποκλειστικά από την κατασκευή της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας και τον τρόπο σύνδεσής της µε την κύρια µνήµη. Στην περίπτωση που κάθε θέση µνήµης περιέχει ένα µόνο αποθηκευτικό κύτταρο, λέµε ότι είναι οργανωµένη σε δυαδικά ψηφία, ενώ, όταν περιέχει περισσότερα από ένα αποθηκευτικά κύτταρα, λέµε ότι είναι οργανωµένη σε λέξεις. Το πλήθος των αποθηκευτικών κυττάρων της λέξης είναι δύναµη του δύο. Μια οµάδα από 8 δυαδικά ψηφία ονοµάζεται ψηφιολέξη (byte). Συνήθως η ψηφιολέξη χωρίζεται σε δύο οµάδες των 4 δυαδικών ψηφίων, καθεµία από τις οποίες ονοµάζεται ηµιψηφιολέξη (nibble). Η πρώτη από τα αριστερά συµβολίζεται µε NBH (Nibble Byte High) και η δεύτερη µε NBL (Nibble Byte Low).

17 10 Σχήμα 1.6 Η μορφή των εντολών Όπως είπαµε και νωρίτερα, ο µικροεπεξεργαστής δέχεται και εκτελεί οδηγίες. Οι οδηγίες αυτές βρίσκονται συνήθως αποθηκευµένες στη µνήµη µε τη µορφή εντολών. Κάθε εντολή αποτελείται συνήθως από τρία πεδία: το πεδίο του κωδικού λειτουργίας (operation code), το οποίο περιέχει τον κωδικό της εντολής και υπαγορεύει στην κεντρική µονάδα επεξεργασίας την εκτέλεση της συγκεκριµένης λειτουργίας, το έντελο ή αλλιώς πεδίο πηγής (source operand field), που περιέχει τα δεδοµένα ή τη διεύθυνση των δεδοµένων, τα οποία θα χειριστεί η κεντρική µονάδα επεξεργασίας κατά την εκτέλεση της εντολής, το έντελο ή αλλιώς πεδίο προορισµού (destination operand field), που δηλώνει τη θέση όπου θα αποθηκευτεί το αποτέλεσµα. Ανάλογα µε την εσωτερική οργάνωση, που έχει ο κάθε µικροεπεξεργαστής, εµφανίζονται πολλές φορές διαφοροποιήσεις από τη γενική περίπτωση, που αναφέραµε παραπάνω. Έτσι π.χ. µπορεί να υπάρχουν εντολές µε τρία έντελα (όπως συµβαίνει στην περίπτωση µιας εντολής πρόσθεσης δύο αριθµών) ή µε ένα έντελο ή µε κανένα (στην περίπτωση αυτή ο κωδικός λειτουργίας περιέχει και το πού θα εφαρµοστεί η εντολή). 1.5 Ιστορική αναδρομή Ο πρώτος µικροεπεξεργαστής έκανε την εµφάνιση του στις αρχές του 1972, σχεδόν τρεις δεκαετίες µετά από τους πρώτους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Η εξέλιξη των µικροεπεξεργαστών θυµίζει πολύ την αντίστοιχη εξέλιξη των µεσαίων υπολογιστών. Όπως δηλαδή οι σχεδιαστές των µεσαίων υπολογιστών µετέφεραν σε αυτούς τις ιδέες τους από τη σχεδίαση µεγάλων συστηµάτων, έτσι και οι σχεδιαστές των µικροεπεξεργαστών υιοθέτησαν πολλά στοιχεία της οργάνωσης και της αρχιτεκτονικής των µεσαίων και µεγάλων συστηµάτων. Στους µικροεπεξεργαστές της τελευταίας γενιάς άρχισαν ήδη να εφαρµόζονται προχωρηµένα στοιχεία αρχιτεκτονικής, µε αποτέλεσµα σήµερα να είναι ασαφής ο διαχωρισµός ανάµεσα στους µεσαίους υπολογιστές και σε συστή- µατα βασισµένα σε µικροεπεξεργαστές.

18 11 Σχήμα 1.7 Γνωστοί μικροεπεξεργαστές: α)8080α, β) , γ)pentium-ii Χρονολογίες σταθµοί στην ιστορία των (µικρο)επεξεργαστών µπορούν να θεωρηθούν οι παρακάτω: 1971: Η Intel παρουσιάζει τον πρώτο µικροεπεξεργαστή, τον Έχει δίαυλο δεδοµένων πλάτους 4 bit, κατασκευάζεται µε τρανσίστορς και έχει συχνότητα λειτουργίας 108 khz. Μέσα στην επόµενη χρονιά εµφανίζεται ο διάδοχος του : Εµφάνιση του 8 bit µικροεπεξεργαστή Intel 8080 ως αποτέλεσµα της εξέλιξης του Έχει συχνότητα λειτουργίας 2 MHz και η κατασκευή του απαιτεί τρανσίστορς. Απάντηση της Zilog µε τον Z80 και της Motorola µε τον 6800, o οποίος έχει τρανσίστορς και ίδια συχνότητα λειτουργίας µε τον : Η Intel αναβαθµίζει τον 8080 σε : Εµφανίζονται οι πρώτοι 16 bit µικροεπεξεργαστές (δηλαδή ο δίαυλος δεδοµένων τους έχει πλάτος 16 bit). H Intel παρουσιάζει τον 8086/8088, του οποίου η συχνότητα λειτουργίας έχει ανέβει πλέον στα 10 MHz και η κατασκευή του απαιτεί τρανσίστορς. Η Motorola εµφανίζει τον µε συχνότητα λειτουργίας 8 MHz, ο οποίος περιέχει τρανσίστορς (από αυτό το γεγονός πήρε και το όνοµά του). 1982: Εµφανίζεται ο Intel 80286, ο οποίος περιέχει τρανσίστορς και έχει συχνότητα λειτουργίας 12,5 MHz. Αντίστοιχα η Motorola εµφανίζει τον : Εµφανίζονται οι πρώτοι 32 bit µικροεπεξεργαστές. Από τη µια ο Intel 80386, ο οποίος περιέχει τρανσίστορς και συχνότητα λειτουργίας 33 MHz και από την άλλη ο Motorola µε τρανσίστορς και 16 MHz. Οι εξελίξεις πλέον είναι ραγδαίες. 1989: Εµφανίζεται ο 32 bit µικροεπεξεργαστής Intel 80486, ο οποίος έχει τρανσίστορς και συχνότητα λειτουργίας 50 MHz. 1993: Εµφανίζεται ο Intel Pentium, ο οποίος περιέχει τρανσίστορς και η συχνότητα λειτουργίας του έχει φτάσει στα 166 MHz. 1993: H Digital παρουσιάζει τον πρώτο 64 bit µικροεπεξεργαστή Alpha. 1997: H Intel ανακοινώνει τον Pentium II. Η συχνότητα λειτουργίας του βρίσκεται στα 300 MHz και το ολοκληρωµένο κύκλωµά του αποτελείται από τρανσίστορς. 1999: H Intel ανακοινώνει τον Pentium III µε συχνότητα λειτουργίας 450 MHz (σήµερα έχει φτάσει στο 1.13 GHz). Tο ολοκληρωµένο κύκλωµα αποτελείται από τρανσίστορς.

19 Ανακεφαλαίωση Η επιθυµία των κατασκευαστών συστηµάτων να δηµιουργήσουν όλο και πιο έξυπνα συστήµατα µε περισσότερες δυνατότητες και µε µικρότερο µέγ εθος οδήγησε στην ανάγκη για ενσωµάτωση όλων των λειτουργιών ενός ολόκληρου υπολογιστή σε ένα ή µερικά ολοκληρωµένα κυκλώµατα. Η ανάπτυξη της τεχνολογίας κατασκευής των τελευταίων µε την συνεχή αύξηση του αριθµού των τρανσίστορς, που θα µπορούσαν να αποθηκευτού ν σε αυτά, µε το µικρό κόστος, τη µικρή κατανάλωση ισχύος και την αξιόπιστη λειτουργία τους παρείχε αυτή τη δυνατότητα. Έτσι σήµερα η χρήση µικροεπεξεργαστών σε συσκευές της καθηµερινής µας ζωής, σε βιοµηχανικά συστή- µατα ελέγχου και σε πολλά άλλα συστήµατα είναι πλέον δεδοµένη. Όλα τα συστήµατα, τα οποία περιέχουν κάποιο µικροεπεξεργαστή, ονοµάζονται µικροϋπολογιστές ή µικροϋπολογιστικά συστήµατα. Τα συστήµατα αυτά περιέχουν ακόµα µονάδες εισόδου/εξόδου για να επικοινωνούν µε το περιβάλλον και την κύρια µνήµη για να αποθηκεύουν τα δεδοµένα και τις εντολές του προγράµµατος, το οποίο εκτελεί ο µικροεπεξεργαστής. Οι εντολές είναι αποθηκευµένες στην κύρια µνήµη και αποτελούνται από τον κωδικό λειτουργίας, που καθορίζει τι πρέπει να κάνει η κάθε εντολή, και τα έντελα πηγής και προορισµού, που περιέχουν είτε τις διευθύνσεις, στις οποίες βρίσκονται τα δεδοµένα, είτε τα ίδια τα δεδοµένα. Η επικοινωνία µεταξύ των διαφόρων µονάδων ενός µικροϋπολογιστή γίνεται µέσω τριών διαύλων, του διαύλου δεδοµένων για τη µεταφορά των δεδο- µένων, του διαύλου διευθύνσεων για την επιλογή της θέσης µνήµης ή µονάδας εισόδου/εξόδου, από την οποία θα µεταφερθούν τα δεδοµένα, και του διαύλου ελέγχου για τον έλεγχο των διαφόρων λειτουργιών του συστήµατος. Οι γραµµές, που περιέχουν οι δίαυλοι αυτοί, ονοµάζονται αντίστοιχα γραµ- µές δεδοµένων, γραµµές διευθύνσεων και γραµµές ελέγχου. Η ανάπτυξη των µικροεπεξεργαστών ήταν ραγδαία. Από τον πρώτο µικροεπεξεργαστή (Intel 4004), ο οποίος εµφανίστηκε το 1971 µε τρανσίστορς και συχνότητα λειτουργίας 108 khz, έχουµε φτάσει σήµερα σε επεξεργαστές (Intel Pentium III), που περιέχουν τρανσίστορς και συχνότητες λειτουργίας µέχρι 1.13 MHz, µε αποτέλεσµα να δηµιουργούνται όλο και πιο ισχυρά και γρήγορα µικροϋπολογιστικά συστήµατα.

20 13 Κεφάλαιο 2 Οι μικροεπεξεργαστές Εισαγωγή Μελετώντας αυτό το κεφάλαιο θα γνωρίσετε ένα γενικό μικροεπεξεργαστή, τα βασικά τµήµατα, από τα οποία αυτός αποτελείται, καθώς επίσης και τις βασικές αρχές και χαρακτηριστικά λειτουργίας του χωρίς να αναφερόμαστε σε κάποιο συγκεκριμένο μικροεπεξεργαστή. 2.1 Εισαγωγή στο μικροεπεξεργαστή Προτού γίνει οποιαδήποτε αναφορά στην ανάλυση της δομής και λειτουργίας ενός μικροϋπολογιστή, πρέπει να γίνει σαφής διαχωρισμός μεταξύ του μικροϋπολογιστή και του μικροεπεξεργαστής. Σχήμα 2.1 Τα βασικά στοιχεία ενός μικροϋπολογιστή Το κύριο στοιχείο του μικροϋπολογιστή είναι ο μικροεπεξεργαστής που είναι σχεδιασμένος πάνω σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα και περιέχει τη μονάδα ελέγχου και την αριθμητική/λογική μονάδα. Οι περισσότεροι μικροεπεξεργαστές είναι κατασκευασμένοι με τεχνολογία NMOS ή CMOS, εξαιτίας του ότι οι τεχνολογίες αυτές επιτρέπουν μεγάλη πυκνότητα στοιχείων σε ένα ολοκληρωμένο, σε αντίθεση με τις τεχνολογίες TTL και ECL που έχουν μεγαλύτερη ταχύτητα αλλά σχετικά χαμηλότερη πυκνότητα στοιχείων. Ως αποτέλεσμα αυτού, οι μικροεπεξεργαστές που κατασκευάζονται με τεχνολογία TTL και

21 14 ECLείναι ταχύτεροι, αλλά συνήθως σχηματίζονται από συνδυασμό αρκετών ολοκληρωμένων για να παραχθεί το επιθυμητό μήκος λέξης. Η μονάδα μνήμης περιέχει τη RAM και τη ROM. Η μνήμη RAM αποτελείται από ένα συνδυασμό ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μνημών για να παραχθεί η απαιτούμενη χωρητικότητα και χρησιμοποιείται για την εναποθήκευση του προγράμματος και των δεδομένων, που μπορούν να αλλάξουν κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης του προγράμματος. Η μνήμη ROM αποτελείται από ένα ή περισσότερα ολοκληρωμένα και χρησιμοποιείται για την εναποθήκευση εντολών και δεδομένων που δεν αλλάζουν, όπως π.χ. ένας πίνακας του κώδικα ASCII που χρειάζεται για την εκτύπωση πληροφοριών σε έναν εκτυπωτή. Οι μονάδες εισόδου-εξόδου περιέχουν τα κυκλώματα προσαρμογής, που επιτρέπουν την επικοινωνία του μικροϋπολογιστή με τον έξω κόσμο μέσα από τα στοιχεία εισόδου-εξόδου. Μερικές φορές τα κυκλώματα προσαρμογής είναι ολοκληρωμένα μεγάλης κλίμακας, που σχεδιάστηκαν από τους κατασκευαστές στα διάφορα στοιχεία εισόδου-εξόδου. Ο μικροεπεξεργαστής είναι από άποψη κυκλώματος η πιο πολύπλοκη μονάδα του μικροϋπολογιστή. Αποτελεί την καρδιά και το μυαλό, όπως θα μπορούσε να λεχθεί, του μικροϋπολογιστή. Γι αυτό και οι δυνατότητες του μικροϋπολογιστή καθορίζονται κυρίως από τις δυνατότητες του μικροεπεξεργαστή που χρησιμοποιεί. Ο μικροεπεξεργαστής είναι εκείνο το κομμάτι του μικρουπολογιστή που : Διαβάζει τις εντολές του προγράμματος, τις αποκωδικοποιεί και πραγματοποιεί τις ενδεδειγμένες λειτουργίες για την εκτέλεσή τους. Εκτελεί τις αριθμητικές και λογικές πράξεις που καθορίζονται από τις εντολές και παράγει τις διάφορες διευθύνσεις. Συνδέεται με την εσωτερική μνήμη και όλες τις μονάδες εισόδου/εξόδου μεταφέροντας δεδομένα από την μία μονάδα στην άλλη. Παράγει και στέλνει σήματα χρονισμού και ελέγχου στα επιμέρους κυκλώματα του μικρουπολογιστή. Για να γίνει πιο κατανοητός ο τρόπος με τον οποίο ο μικροεπεξεργαστής μπορεί και ανταποκρίνεται σ αυτές τις απαιτήσεις, θεωρείται ότι αποτελείται από τις παρακάτω τρεις ομάδες κυκλωμάτων: Τα κυκλώματα χρονισμού και ελέγχου. Τα κυκλώματα της αριθμητικής/λογικής μονάδας. Τα κυκλώματα των διαφόρων καταχωρητών. Η μεταφορά των πληροφοριών από τη μία μονάδα στην άλλη γίνεται πάνω σε εσωτερικούς διαδρόμους δεδομένων, διευθύνσεων και ελέγχου. Ο μικροεπεξεργαστής (CPU) είναι το μυαλό του υπολογιστή, ελέγχει και κατευθύνει όλες τις εργασίες, κάνει υπολογισμούς και παίρνει αποφάσεις. Εάν ένας υπολογιστής μπορούσε να παρομοιασθεί με έναν άνθρωπο, ο μικροεπεξεργαστής θα ήταν ο εγκέφαλός του. Είναι ένα μικρό, τετράγωνο ηλεκτρονικό κύκλωμα, διαστάσεων περίπου 3 επί 3 εκατοστά, στο εσωτερικό του υπολογιστή. Το είδος του μικροεπεξεργαστή που έχει ένας Η/Υ καθορίζει κατά ένα μεγάλο βαθμό την συνολική απόδοση του μηχανήματος. Ο πρώτος προσωπικός υπολογιστής (PC) που παρουσιάσθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 80 περιείχε έναν μικροεπεξεργαστή που ονομαζόταν Στη συνέχεια εμφανίσθηκαν νεώτεροι Η/Υ, οι οποίοι βασίζονταν σε καλύτερους μικροεπεξεργαστές. Έτσι εμφανίσθηκαν Η/Υ με τον νεώτερο μικροεπεξεργαστή 80286,Η/Υ με τον μικροεπεξεργαστή (τέλος δεκαετίας 80)

22 15 και φθάσαμε στις αρχές της δεκαετίας του 90, οπότε εμφανίσθηκαν Η/Υ με τον μικροεπεξεργαστή και στα επόμενα χρόνια με τον μικροεπεξεργαστή Pentium. Την τελευταία επταετία έχουν παρουσιασθεί οι επεξεργαστές Pentium II, III & IV καθώς και μία ειδική έκδοση για οικονομικά μηχανήματα ο Pentium Celeron. Είναι προφανές ότι οι Η/Υ με νεώτερους μικροεπεξεργαστές είναι γενικά καλύτεροι (πιο γρήγοροι), χωρίς να είναι πάντα ακριβότεροι.κάθε μικροεπεξεργαστής έχει μερικές διαφορετικές «εκδόσεις», οι οποίες διαφέρουν ως προς την ταχύτητα με την οποία αυτός εργάζεται. Μέτρο της ταχύτητας είναι η συχνότητα λειτουργίας, η οποία μετρείται σε MegaHertz (MHz). Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα, τόσο γρηγορότερος είναι ο μικροεπεξεργαστής, σε σχέση με μικροεπεξεργαστές της ίδιας κατηγορίας. Έτσι, έχουμε για παράδειγμα μικροεπεξεργαστή Pentium ΙV που εργάζεται με συχνότητα γύρω στα 2 GHz, και τον Pentium Celeron που εργάζεται με συχνότητα 1,2 GHz (σήμερα Σεπτέμβριος 2002). 2.2 Κατηγορίες μικροεπεξεργαστών Αυτή τη στιγμή, οι μικροεπεξεργαστές χωρίζονται σε δύο σημαντικές κατηγορίες CISC και RISC Οι μικροεπεξεργαστές CISC (Complex Instruction Set Computers) είναι Υπολογιστές Πολύπλοκου Συνόλου Εντολών. Πρόκειται για τους παραδοσιακούς επεξεργαστές, που μπορούν να εκτελέσουν έναν σχετικά μεγάλο αριθμό από τις σύνθετες εντολές. Οι μικροεπεξεργαστές RISC (Reduced Instruction Set Computers), αφ' ετέρου, είναι Υπολογιστές Μειωμένου Συνόλου Εντολών, που είναι δυνατό να εκτελέσουν ένα μικρότερο αριθμό και σχετικά απλούστερων εντολών. Λογικό είναι να υπάρχει διαφωνία για το ποιος είναι καλύτερος. Οι RISC, επειδή εκτελούν λιγότερες εντολές, παρέχεται η δυνατότητα να διαμορφωθούν κατάλληλα, ώστε να εκτελούνται γρηγορότερα. Αλλά αυτό ξεπερνιέται σε κάποιο βαθμό, από το γεγονός ότι ένας μεγαλύτερος αριθμός εντολών απαιτείται για να τελειώσει μια σύνθετη εργασία. Οι μικροεπεξεργαστές RISC έχουν τόσο υψηλή απόδοση σε σχέση με τους CISC ώστε εφαρμογές, όπως τρισδιάστατα γραφικά για παράδειγμα, να μπορούν τώρα πλέον να υλοποιηθούν Κατασκευαστές μικροεπεξεργστών Στον κόσμο της CISC υπάρχουν δύο σημαντικές επιχειρήσεις κατασκευής επεξεργαστών: Intel και Motorola. Η Intel ήταν ο πρώτος κατασκευαστής μικροεπεξεργαστών ενώ η Motorola ο δεύτερος. Πιο συγκεκριμένα, η Intel παρουσίασε στην αγορά, γύρω στις αρχές του 1972, το μικροεπεξεργαστή Ήταν τετραψήφιος, τοποθετημένος πάνω σε ένα ολοκληρωμένο LSI τεχνολογίας PMOS (Positive Metal Oxide Semiconductor) κα αποτέλεσε τον πρωτοπόρο της πρώτης γενιάς των μικροεπεξεργαστών.με τη σειρά της και η Motorola εισήγαγε τον πρώτο μικροεπεξεργαστή της στην αγορά το Πρόκειται για τον 8 bit ΜC6800 με μία εκτενή γραμμή περιφερειακών μονάδων υποστήριξης. Είναι κατασκευασμένος με τεχνολογία ΝΜΟS (Negative Metal Oxide Semiconductor) πάνω σε ένα ολοκληρωμένο 40 ακίδων. Από τότε όμως αποτελούν και οι δύο σημαντικούς φορείς, σχεδιάζοντας ικανά προϊόντα.

23 H αρχιτεκτονική των μικροεπεξεργαστών Η κεντρική µονάδα επεξεργασίας (ΚΜΕ) ή µικροεπεξεργαστής (microprocessor) είναι αυτή που ρυθµίζει όλες τις ενέργειες,που επιτελούνται στο µικροϋπολογιστικό σύστηµα. Σχήμα 2.2 Ο μικροεπεξεργαστής Ο µικροεπεξεργαστής καθορίζει τη σειρά εκτέλεσης των εντολών. Κατά τη διάρκεια εκτέλεσης των εντολών συντονίζει τη µεταφορά των δεδοµένων από τις εισόδους προς αυτόν και προς την κύρια µνήµη. Επεξεργάζεται τα δεδοµένα σύµφωνα µε το πρόγραµµα επεξεργασίας του µικροϋπολογιστικού συστήµατος ώστε να ανταποκρίνονται στη ζητούµενη εφαρµογή. Επίσης κατευθύνει τη µεταφορά δεδοµένων από τον ίδιο ή από την κύρια µνήµη προς τις εξόδους του. Οι µικροεπεξεργαστές αποτελούνται βασικά από τρία τµήµατα (δείτε το σχήµα 2.1), τα οποία συνεργάζονται αρµονικά µεταξύ τους: την αριθµητική και λογική µονάδα (arithmetic and logic unit, ALU), τη µονάδα ελέγχου (control unit, CU) και τους καταχωρητές (registers). Ας δούµε το κάθε τµήµα ξεχωριστά.

24 Αριθμητική και λογική μονάδα Η εκτέλεση των διαφόρων λογικών και αριθµητικών πράξεων, που απαιτούνται από το σύνολο εντολών ενός µικροεπεξεργαστή, πραγµατοποιείται σ αυτό το τµήµα του, που καλείται αριθµητική και λογική µονάδα (ALU). Σχήμα 2.3 Η αριθμητική και λογική μονάδα Ως αριθµητικές πράξεις εννοούµε την πρόσθεση και την αφαίρεση δύο αριθ- µών, την αύξηση και την ελάττωση ενός αριθµού κατά ένα, το συµπλήρωµα ενός αριθµού ως προς 1 ή ως προς 2. Οι λογικές πράξεις εφαρµόζονται κατά κύριο λόγο σε δυαδικά δεδοµένα και δεν είναι άλλες από τις γνωστές µας ΚΑΙ (AND), Ή (OR) και ΟΧΙ (NOT). Εκτός από αυτές, λογικές πράξεις θεωρούνται και η ολίσθηση ή η περιστροφή ενός αριθµού και η σύγκριση δύο αριθµών. Η εκτέλεση καθεµιάς από τις πράξεις αυτές µπορεί να υπάρχει είτε αυτούσια ενσωµατωµένη µέσα στο µικροεπεξεργαστή µε τη µορφή µίας εντολής (π.χ. πρόσθεση) είτε να απαιτεί την εκτέλεση µιας ακολουθίας πολλών εντολών. Είναι ευνόητο ότι πράξεις, όπως είναι ο πολλαπλασιασµός, η διαίρεση, η εύρεση ρίζας, η διαφόριση, ολοκλήρωση και διάφορες άλλες, που απαιτούν πολύπλοκους υπολογισµούς µε πολλές µετακινήσεις δεδοµένων, το υλικό του µικροεπεξεργαστή δεν είναι σε θέση από µόνο του να τις αντιµετωπίσει. Αντίθετα, επειδή όλες αυτές οι πράξεις αναλύονται σε συνδυασµό βασικών αριθ- µητικών εντολών (π.χ. η εύρεση ρίζας αριθµού µπορεί να γίνει µε διαδοχικές αφαιρέσεις), µπορούν πολύ εύκολα να υλοποιηθούν ως ακολουθία βασικών εντολών, που µπορούν να εκτελεστούν στην αριθµητική και λογική µονάδα. Φυσικά, όταν χρησιµοποιείται το υλικό για να εκτελέσει ακόµα και τις πιο πολύπλοκες πράξεις, η ταχύτητα εκτέλεσής τους είναι πολύ µεγαλύτερη. Σε πολλές περιπτώσεις οι λογικές και αριθµητικές πράξεις είναι µικροπρογραµµατιζόµενες. Ο µικροπρογραµµατισµός αποβλέπει στη γρηγορότερη εκτέ-

25 λεση των πράξεων και στην επίτευξη µεγαλύτερων ταχυτήτων. Με βάση αυτόν, χωριστές µνήµες ελέγχου (control memories) περιέχουν το µικροπρόγραµµα,το οποίο ανταποκρίνεται στις γενικές εντολές του χρήστη και καθοδηγεί την αριθµητική και λογική µονάδα ώστε να εκτελέσει τις απαιτούµενες λειτουργίες. Τα δεδοµένα, πάνω στα οποία θα πρέπει να λειτουργήσει η αριθµητική και λογική µονάδα, είναι αποθηκευµένα στη µνήµη σαν τµήµα της εντολής. Η αποκωδικοποίηση της εντολής καταλήγει στην εκποµπή ενός σήµατος από τη µονάδα ελέγχου προς την αριθµητική και λογική µονάδα, ενεργοποιώντας τα κατάλληλα κυκλώµατα της µονάδας αυτής. Μετά την εκτέλεση της απαιτούµενης πράξης, η µονάδα ελέγχου προωθεί την επόµενη εντολή, που πρόκειται να εκτελεστεί, και έτσι επαναλαµβάνεται ο κύκλος αυτός, εφόσον βέβαια απαιτείται ξανά η ενεργοποίηση της αριθµητικής µονάδας. Τα κυκλώµατα, τα οποία περιέχονται σε µια αριθµητική και λογική µονάδα (δείτε το σχήµα 2.2), διαφέρουν από µικροεπεξεργαστή σε µικροεπεξεργαστή, αλλά συνήθως υπάρχουν τα ακόλουθα κυκλώµατα: Ένας αθροιστής (adder) για να εκτελεί τις βασικές αριθµητικές πράξεις. 2. Ένας συγκριτής (comparator), ο οποίος µπορεί να συγκρίνει τους αριθ- µούς που τοποθετούνται στους καταχωρητές εντέλων. 3. Ένας ολισθητής (shifter), ο οποίος εκτελεί την ολίσθηση ή περιστροφή ενός αριθµού. 4. Μία µονάδα λογικής επεξεργασίας, που εκτελεί λογικές πράξεις πάνω στους αριθµούς, που τοποθετούνται στους καταχωρητές εντέλων. 5. Κάποιοι καταχωρητές για να αποθηκεύονται οι αριθµοί και τα αποτελέσµατα των πράξεων. Με βάση τα παραπάνω βασικά κυκλώµατα µπορούν να υλοποιηθούν και όλες οι υπόλοιπες πράξεις, π.χ. η αφαίρεση δύο αριθµών µπορεί να υλοποιηθεί ως πρόσθεση του πρώτου µε το συµπλήρωµα του δεύτερου (εποµένως δεν απαιτείται η ύπαρξη ενός αφαιρέτη), ο πολλαπλασιασµός και η διαίρεση απαιτούν διαδοχικές αυξήσεις και ολισθήσεις, ενώ η τετραγωνική ρίζα µπορεί να υλοποιηθεί µε διαδοχικές αφαιρέσεις, κ.ο.κ.

26 Μονάδα ελέγχου Όπως είναι ήδη γνωστό, ο µικροεπεξεργαστής λειτουργεί µε σειριακό τρόπο ανάλογα µε τις υποδείξεις των εντολών του αποθηκευµένου προγράµµατος. Αλλά βέβαια το πρόγραµµα από µόνο του δεν είναι αρκετό για να κατευθύνει τη λειτουργία του. Για παράδειγµα ο µικροεπεξεργαστής θα πρέπει να γνωρίζει πού είναι αποθηκευµένη (σε ποια διεύθυνση) µέσα στη µνήµη η πρώτη εκτελέσιµη εντολή του προγράµµατος. Θα πρέπει ακολούθως ν αναπτύξει τα κατάλληλα σήµατα ελέγχου, που θα αποσπάσουν την εντολή από τη µνήµη και έπειτα θα πρέπει να εξετάσει το περιεχόµενο της εντολής αυτής για να αποφασίσει για τις ενέργειες, που αυτή απαιτεί. Η µνήµη, οι µονάδες εισόδου/εξόδου, καθώς και η αριθµητική και λογική µονάδα, θα πρέπει να ενεργοποιηθούν στα κατάλληλα χρονικά διαστήµατα ώστε να εκτελέσουν την αποκωδικοποιηµένη εντολή µε τέτοιο τρόπο ώστε οι λειτουργίες αυτές να µην παρεµβάλλονται µεταξύ τους και να µην δηµιουργούν ανεπιθύµητα αποτελέσµατα. Όλες αυτές οι απαιτήσεις οδηγούν στην ανάγκη της παρουσίας της µονάδας ελέγχου (ΜΕ). Σε γενικές γραµµές, η µονάδα ελέγχου είναι το κατευθυντήριο κέντρο του µικροεπεξεργαστή και παρέχει τις λειτουργίες χρονισµού, αποκωδικοποίησης και ενεργοποίησης για όλα τα τµήµατα του µικροϋπολογιστή. Στο σχήµα 2.3 φαίνεται το λειτουργικό διάγραµµα µιας τυπικής µονάδας ελέγχου. Η βασική πηγή για όλα τα σήµατα ελέγχου, που κατευθύνουν τις συσκευές του συστήµατος, είναι το ρολόι. Οι απαιτήσεις για χρονισµό σ ένα µικροϋπολογιστικό σύστηµα ποικίλλουν από σχετικά µεγάλης διάρκειας παλµούς (secs ή msecs) µέχρι πολύ µικρής διάρκειας (nsecs). Η φύση των σηµάτων χρονισµού είναι τέτοια ώστε οι παλµοί να εµφανίζονται και να διαρκούν µόνο για ένα απαιτούµενο χρονικό διάστηµα, να επαναλαµβάνονται µε µια καθορισµένη ακολουθία ή να εµφανίζονται µετά από απαίτηση. Είναι γνωστό ότι µια εντολή χωρίζεται σε δύο τµήµατα: στον κώδικα λειτουργίας (operation code) και στο έντελο (operand), δηλαδή τη διεύθυνση του δεδοµένου, πάνω στο οποίο θα επενεργήσει ο κώδικας λειτουργίας. Ο κώδικας λειτουργίας εξετάζεται από τον αποκωδικοποιητή εντολών για να αποφασίσει ποιες λειτουργίες θα πρέπει να ακολουθήσουν. Για να µπορέσει να εκτελεστεί αυτή η διαδικασία θα πρέπει πρώτα ο κώδικας λειτουργίας της εντολής να µεταφερθεί στον καταχωρητή εντολής της µονάδας ελέγχου. Ο καταχωρητής εντολής χρησιµοποιείται για να διαφυλάσσει τον κώδικα λειτουργίας, ενώ αυτή αποκωδικοποιείται. Ο αποκωδικοποιητής εντολών είναι κατασκευασµένος από πύλες, έτσι ώστε να αναγνωρίζει µόνο συγκεκριµένους συνδυασµούς δυαδικών συµβόλων, αυτούς που αντιστοιχούν σε πραγµατικές εντολές. Ένας ξεχωριστός συνδυασµός πυλών χρησιµοποιείται συνήθως για την αναγνώριση κάθε κώδικα λειτουργίας και η έξοδος του αποκωδικοποιητή εντολών είναι

27 20 ένα ξεχωριστό σήµα, που ενεργοποιεί το κατάλληλο κύκλωµα της γεννήτριας ελέγχου, που αντιστοιχεί στο συγκεκριµένο κώδικα λειτουργίας. Η γεννήτρια ελέγχου (control generator) αποτελείται επίσης από πύλες, που συνδυάζουν την έξοδο του αποκωδικοποιητή εντολών µε τα κυκλώµατα χρονισµού έτσι ώστε να κατευθύνονται τα υπόλοιπα τµήµατα του µικροϋπολογιστή και να ενεργοποιούνται πάντα µε τη σωστή σειρά λειτουργίας. Θα πρέπει να αναφερθεί επίσης ότι η µονάδα ελέγχου συνήθως περιέχει και άλλους ειδικούς καταχωρητές, όπως το µετρητή προγράµµατος, τον καταχωρητή κατάστασης επεξεργαστή (processor status word ή PSW) και το δείκτη σωρού (stack pointer), για τους οποίους θα µιλήσουµε στη συνέχεια. Σχήμα 2.4 Η μονάδα ελέγχου

28 Καταχωρητές Οι καταχωρητές (registers) χρησιµεύουν για την αποθήκευση προσωρινών αποτελεσµάτων ή δεδοµένων, που έχουν σηµασία για το µικροεπεξεργαστή. Παρά το γεγονός ότι το πλήθος και το είδος των καταχωρητών είναι διαφορετικό σε κάθε µικροεπεξεργαστή, συνήθως συναντάµε τους παρακάτω: Συσσωρευτής (accumulator): Bρίσκεται στην αριθµητική και λογική µονάδα και χρησιµοποιείται για να αποθηκεύει (α) τον έναν από τους αριθµούς που απαιτούνται για να εκτελεστεί η πράξη και (β) το αποτέλεσµα της πράξης. Καταχωρητής γενικού σκοπού (general purpose register): Bρίσκεται στην αριθµητική και λογική µονάδα και χρησιµοποιείται για να αποθηκεύει τον άλλο αριθµό που απαιτείται για να εκτελεστεί µία πράξη, καθώς και ως αποθηκευτικός χώρος για ενδιάµεσα αποτελέσµατα. Οι καταχωρητές αυτοί µπορούν να αποθηκεύσουν επίσης τη διεύθυνση της θέσης µνήµης, όπου βρίσκονται οι αριθµοί, ή τη διεύθυνση της θέσης µνήµης, όπου θα αποθηκευτεί το αποτέλεσµα. Σε πολλούς επεξεργαστές η ύπαρξη πολλών καταχωρητών γενικού σκοπού καθιστά περιττή την ύπαρξη του συσσωρευτή. Kαταχωρητής κατάστασης επεξεργαστή (processor status word): Bρίσκεται και αυτός στην αριθµητική και λογική µονάδα. Συνήθως αποτελείται από ένα σύνολο από δυαδικά ψηφία (bits), που ονοµάζονται δείκτες (flags) ή σηµαίες κατάστασης. Αυτά χρησιµοποιούνται για να δείχνουν στο χρήστη την παρούσα κατάσταση του µικροεπεξεργαστή, καθώς επίσης και χαρακτηριστικά γνωρίσµατα των αποτελεσµάτων της προηγούµενης πράξης. Όλοι οι µικροεπεξεργαστές είναι σε θέση µέσω του καταχωρητή κατάστασης να υποδείξουν ένα µηδενικό αποτέλεσµα (zero), ένα αρνητικό αποτέλεσµα (negative), ένα κρατούµενο (carry), µία υπερχείλιση (overflow), κ.λπ. Καταχωρητής εντολών(instruction register): Bρίσκεται στη µονάδα ελέγχου του µικροεπεξεργαστή και χρησιµοποιείται για να αποθηκεύει τον κώδικα λειτουργίας της εντολής, ενώ αυτή αποκωδικοποιείται για να εκτελεστεί. Σχήμα 2.5 Ο καταχωρητής κατάστασης Επεξεργαστή

29 22 Χ: Παίρνει την ίδια τιμή με το ψηφίο κρατούμενο Ν: Παίρνει την τιμή 1 όταν το αποτέλεσμα είναι αρνητικός αριθμός. Διαφορετικά παίρνει την τιμή 0. Ζ: Παίρνει την τιμή 1 όταν το αποτέλεσμα είναι μηδέν. Διαφορετικά παίρνει την τιμή 0 V: Παίρνει την τιμή 1 όταν γεννάται υπερχείλιση. Διαφορετικά παίρνει την τιμή 0 C: Παίρνει την τιμή 1 όταν γεννάται κρατούμενο. Διαφορετικά παίρνει την τιμή 0 Μετρητής προγράµµατος (program counter): Bρίσκεται και αυτός στη µονάδα ελέγχου και αποθηκεύει τη διεύθυνση της θέσης µνήµης, στην οποία βρίσκεται η επόµενη προς εκτέλεση εντολή, έτσι ώστε να ανακληθεί από τη µνήµη, όταν τελειώσει η εκτέλεση της τρέχουσας εντολής. είκτης σωρού (stack pointer): Όλοι οι µικροεπεξεργαστές χρησιµοποιούν µια περιοχή για αποθήκευση δεδοµένων. Η περιοχή αυτή ονοµάζεται σωρός (stack). Ο σωρός µπορεί να είναι ένα σύνολο από καταχωρητές µέσα στο µικροεπεξεργαστή είτε ένα τµήµα της κύριας µνήµης (RAM). Ο σωρός χρησιµοποιείται για να αποθηκεύει ενδιάµεσα αποτελέσµατα αλλά και πληροφορίες, που αφορούν συνήθως στο µικροεπεξεργαστή. Συνήθως ο σωρός είναι της µορφής Last In First Out (LIFO), όπου η τελευταία πληροφορία, που τοποθετείται στο σωρό, είναι και η πρώτη που θα πρέπει να αποσπαστεί. O δείκτης σωρού δείχνει πάντα στην κορυφή του σωρού, η οποία περιέχει την τελευταία πληροφορία, που τοποθετήθηκε στο σωρό. 2.4 Τι πρέπει να γνωρίζουμε για ένα μικροεπεξεργαστή Τελειώνοντας το κεφάλαιο αυτό θα πρέπει να συνοψίσουµε τα πράγµατα, τα οποία θα πρέπει να προσέχουµε, καθώς µελετάµε κάποιον µικροεπεξεργαστή. Ένα από τα πρώτα σηµεία στα οποία θα πρέπει να σταθεί η προσοχή µας είναι στην αρχιτεκτονική του µικροεπεξεργαστή. Η οργάνωση της µονάδας ελέγχου και της αριθµητικής και λογικής µονάδας µας δείχνει την φιλοσοφία σχεδιασµού του. Το σύνολο των ακροδεκτών του µας προδίδει τις γραµ- µές διευθύνσεων/δεδοµένων/ελέγχου, ενώ το σύνολο και η µορφή των καταχωρητών µας προϊδεάζει για το είδος και τη µορφή των εντολών του. Η κατανόηση των γραµµών δεδοµένων/διευθύνσεων/ελέγχου είναι απαραίτητη για να µπορέσουµε να καταλάβουµε µε ποιο τρόπο µπορεί να συνδεθεί ο µικροεπεξεργαστής µε τη µνήµη ή διάφορες µονάδες εισόδου/εξόδου. Το επόµενο σηµείο είναι ο χρονισµός του µικροεπεξεργαστή, δηλαδή τα εξω-

30 τερικά εκείνα κυκλώµατα που απαιτεί για τη γεννήτρια χρονισµού του. Επίσης, απαιτείται η γνώση του χρονισµού των διαφόρων εντολών και του τρόπου µε τον οποίο αυτές χωρίζονται σε κύκλους µηχανής και ρολογιού. Τα διαγράµµατα χρονισµού των διαφόρων εντολών είναι απαραίτητα ώστε να µπορέσουµε να διασυνδέσουµε το µικροεπεξεργαστή µε περιφερειακές συσκευές ή µνήµες. Ενδιαφέρον παρουσιάζει επίσης ο τρόπος µε τον οποίο ο µικροεπεξεργαστής µπορεί να διασυνδεθεί µε αργές µνήµες (δηλαδή µνή- µες που απαιτούν µεγαλύτερο χρόνο για να ανταποκριθούν σε αυτό που ζητάει ο µικροεπεξεργαστής εγγραφή ή ανάγνωση από το χρόνο που καθορίζει η περίοδος χρονισµού του µικροεπεξεργαστή). Σε ένα µικροϋπολογιστικό σύστηµα, θα πρέπει οι εξωτερικές συσκευές να έχουν κάποιο τρόπο να ζητήσουν την «προσοχή» του µικροεπεξεργαστή. Ο τρόπος αυτός είναι τα σήµατα διακοπής που διαθέτουν οι µικροεπεξεργαστές. Οι εξωτερικές συσκευές, χρησιµοποιώντας τα σήµατα αυτά, διακόπτουν το πρόγραµµα που εκτελείται εκείνη την στιγµή. Ο µικροεπεξεργαστής τότε εκτελεί τη ρουτίνα εξυπηρέτησης της διακοπής (ένα µικρό πρόγραµµα που βρίσκεται αποθηκευµένο σε κάποιες θέσεις στη µνήµη) µε την οποία εξυπηρετεί την εξωτερική συσκευή και στη συνέχεια συνεχίζει µε την εκτέλεση του προγράµµατος. Η γνώση των σηµάτων διακοπής ενός µικροεπεξεργαστή και του τρόπου µε τον οποίο αυτός εξυπηρετεί τις διακοπές είναι απαραίτητα στο σχεδιασµό ενός µικροϋπολογιστικού συστήµατος. Επίσης, σε πολλά συστήµατα θα βρείτε λειτουργίες απευθείας προσπέλασης της µνήµης (Direct Memory Access DMA). Ο κάθε µικροεπεξεργαστής παρέχει τρόπους (µε κάποιους ακροδέκτες ή κάποιες εντολές) µε τους οποίους απελευθερώνει τους διαύλους του συστήµατος ώστε να µπορεί να τους χρησιµοποιήσει µία εξωτερική συσκευή για να µεταφέρει δεδοµένα µεταξύ αυτής και της µνήµης. Οι µεταφορές αυτές γίνονται χωρίς τη βοήθεια του µικροεπεξεργαστή και γι αυτό η λειτουργία αυτή ονοµάζεται λειτουργία απευθείας προσπέλασης της µνήµης. Μελετώντας διάφορους µικροεπεξεργαστές, θα βρείτε πολλούς και διαφορετικούς τρόπους µε τους οποίους µπορείτε να σχεδιάσετε µία τέτοια λειτουργία. Απαραίτητη για τη συγγραφή προγραµµάτων για ένα συγκεκριµένο επεξεργαστή είναι επίσης η γνώση και η κατανόηση του συνόλου εντολών που αυτός διαθέτει, καθώς και των διαφόρων τρόπων διευθυνσιοδότησης που διαθέτει η κάθε εντολή. Η γνώση των παραπάνω βοηθάει τον προγραµµατιστή ώστε να παράγει προγράµµατα µικρά σε µέγεθος και µε µεγάλη ταχύτητα εκτέλεσης, καθώς εκµεταλλεύεται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της κάθε εντολής. Τέλος απαιτείται η γνώση του ελάχιστου αριθµού των κυκλωµάτων που απαιτούνται ώστε ένας µικροεπεξεργαστής να αποτελέσει ένα µικροϋπολογιστικό σύστηµα, καθώς και γνώση των διαφόρων συσκευών υποστήριξης, οι οποίες τον συνοδεύουν. Οι συσκευές υποστήριξης είναι όλα εκείνα τα ολοκληρωµένα κυκλώµατα, τα οποία µπορούν να διασυνδεθούν χωρίς ιδιαίτερη δυσκολία σε κάποιο επεξεργαστή και καλύπτουν πολλές περιπτώσεις εφαρµογών, όπως κυκλώµατα µνήµης RAM, ROM, PROM, κυκλώµατα διαχείρισης διακοπών, κυκλώµατα απεικόνισης δεδοµένων σε κάποιο display 23

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit -CPU) ή απλούστερα επεξεργαστής αποτελεί το μέρος του υλικού που εκτελεί τις εντολές ενός προγράμματος υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 Μάθημα : Μικροϋπολογιστές Τεχνολογία Τ.Σ. Ι, Θεωρητικής κατεύθυνσης Ημερομηνία

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 Τεχνολογία Ι Θεωρητικής Κατεύθυνσης Τεχνικών Σχολών Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Αριθμός bit δίαυλου δεδομένων (Data Bus) Αριθμός bit δίαυλου διευθύνσεων (Address Bus) Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας (Clock Frequency) Τύποι εντολών Αριθμητική

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 201 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή Εισαγωγή Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να γνωρίσουµε την εσωτερική δοµή και αρχιτεκτονική της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας, να κατανοήσουµε τον τρόπο µε τον οποίο λειτουργεί

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 Μάθημα : Μικροϋπολογιστές Τεχνολογία Τ.Σ. Ι, Θεωρητικής κατεύθυνσης Ημερομηνία

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Εισαγωγή Τµήµατα του Η/Υ καιοργάνωση Μονάδα Κεντρικής Μνήµης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) Μονάδα Εισόδου Εξόδου ίαυλοι Επικοινωνίας Εναλλακτικές αρχιτεκτονικές

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής)

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) Σύγχρονα Υπολογιστικά Συστήματα τους υπερυπολογιστές (supercomputers) που χρησιμοποιούν ερευνητικά εργαστήρια τα μεγάλα συστήματα (mainframes)

Διαβάστε περισσότερα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα 1. Ποια είναι η σχέση της έννοιας του μικροεπεξεργαστή με αυτή του μικροελεγκτή; Α. Ο μικροεπεξεργαστής εμπεριέχει τουλάχιστο έναν μικροελεγκτή. Β. Ο

Διαβάστε περισσότερα

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM).

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM). Μνήμες Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα των ψηφιακών συστημάτων σε σχέση με τα αναλογικά, είναι η ευκολία αποθήκευσης μεγάλων ποσοτήτων πληροφοριών, είτε προσωρινά είτε μόνιμα Οι πληροφορίες αποθηκεύονται

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Λογιστικής Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές Μάθημα 8 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας και Μνήμη 1 Αρχιτεκτονική του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μονάδες Εισόδου Κεντρική

Διαβάστε περισσότερα

Το υλικό του υπολογιστή

Το υλικό του υπολογιστή Το υλικό του υπολογιστή Ερωτήσεις 1. Τι αντιλαμβάνεστε με τον όρο υλικό; Το υλικό(hardware) αποτελείται από το σύνολο των ηλεκτρονικών τμημάτων που συνθέτουν το υπολογιστικό σύστημα, δηλαδή από τα ηλεκτρονικά

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΤΙΤΛΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - CPU Μπακρατσάς Γιώργος geback007@yahoo.gr Δεκέμβριος, 2014 Περιεχόμενα ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 3 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ... 4 ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 3 ο ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΒΑΣΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΝΗΜΗ & CPU Λειτουργική Δομή Αρχιτεκτονική Von Neumann Όλοι οι υπολογιστές ακολουθούν την αρχιτεκτονική κατά Von-Neumann

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρητικές Ερωτήσεις

Θεωρητικές Ερωτήσεις Θεωρητικές Ερωτήσεις 1. Από ποιες μονάδες αποτελείται ένας μικροϋπολογιστής και ποιος είναι ο ρόλος της κάθε μιας; 2. Από ποιες μονάδες αποτελείται η μονάδα κεντρικής επεξεργασίας (CPU) και ποιος είναι

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών 1 Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου 2 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.2 Γλώσσα Μηχανής 2.3 Εκτέλεση προγράµµατος 2.4 Αριθµητικές και λογικές εντολές 2.5 Επικοινωνία µε άλλες συσκευές

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής Κεφάλαιο 4 ο Ο Προσωπικός Υπολογιστής Μάθημα 4.3 Ο Επεξεργαστής - Εισαγωγή - Συχνότητα λειτουργίας - Εύρος διαδρόμου δεδομένων - Εύρος διαδρόμου διευθύνσεων - Εύρος καταχωρητών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα

Διαβάστε περισσότερα

(Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να

(Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να Κεεφάάλλααι ιοο:: 3Β ο Τίττλλοοςς Κεεφααλλααί ίοουυ: : Αρχιτεκτονική Ηλ/κου Τµήµατος των Υπολ. Συστηµάτων (Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να αναφέρετε τις τιµές των

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 Ενότητα 4 Εισαγωγή στην Πληροφορική Κεφάλαιο 4Α: Αναπαράσταση πληροφορίας Κεφάλαιο 4Β: Επεξεργαστές που χρησιµοποιούνται σε PCs Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή

Διαβάστε περισσότερα

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 1. Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι μια συσκευή, μεγάλη ή μικρή, που επεξεργάζεται δεδομένα και εκτελεί την εργασία του σύμφωνα με τα παρακάτω

Διαβάστε περισσότερα

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης Το δυαδικό σύστημα αρίθμησης χρησιμοποιεί δύο ψηφία. Το 0 και το 1. Τα ψηφία ενός αριθμού στο δυαδικό σύστημα αρίθμησης αντιστοιχίζονται σε δυνάμεις του 2. Μονάδες, δυάδες, τετράδες,

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ 1.1 Εισαγωγή...11 1.2 Τα κύρια αριθμητικά Συστήματα...12 1.3 Μετατροπή αριθμών μεταξύ των αριθμητικών συστημάτων...13 1.3.1 Μετατροπή ακέραιων

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ I: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ I: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ I: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ 1 1.1.1 Αναλογικά σήματα 1 1.1.2 Οι αντιστάσεις 3 1.1.3 Οι πυκνωτές 7 1.1.4 Τα πηνία 11 1.1.5 Οι δίοδοι 13 1.1.6

Διαβάστε περισσότερα

8.1 Θεωρητική εισαγωγή

8.1 Θεωρητική εισαγωγή ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 8 ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΝΗΜΗΣ ΚΑΤΑΧΩΡΗΤΕΣ Σκοπός: Η µελέτη της λειτουργίας των καταχωρητών. Θα υλοποιηθεί ένας απλός στατικός καταχωρητής 4-bit µε Flip-Flop τύπου D και θα µελετηθεί

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann εισόδου μεταφορά δεδομένων από έξω προς τον Η/Υ εξόδου μεταφορά δεδομένων από τον Η/Υ προς τα έξω ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Κύκλος Μηχανής κεντρικός έλεγχος/πράξεις

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις θεωρίας MY. Μέρος Α. Υλικό.

Ερωτήσεις θεωρίας MY. Μέρος Α. Υλικό. Ερωτήσεις θεωρίας MY Μέρος Α. Υλικό. 1. Η μνήμη ROM είναι συνδυαστικό ή ακολουθιακό κύκλωμα; 2. α) Να σχεδιαστεί μία μνήμη ROM που να δίνει στις εξόδους της το πλήθος των ημερών του μήνα, ο αριθμός του

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας

ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος. 24/11/2011 12:09 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας ΘΕΜΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδος 24/11/2011 12:09 καθ. Τεχνολογίας ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΗΣ Ένας μικροεπεξεργαστής είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που επεξεργάζεται όλες τις πληροφορίες σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους;

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) (Δομή Εντολών και Παραδείγματα) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρμογές μικροελεγκτών

Εφαρμογές μικροελεγκτών Μικροελεγκτές Έναν ορισμό που θα μπορούσαμε να δώσουμε για τους μικροελεγκτές είναι ο εξής: Μικροελεγκτής είναι ένα προγραμματιζόμενο ολοκληρωμένο κύκλωμα το οποίο διαθέτει επεξεργαστή, μνήμη, διάφορα

Διαβάστε περισσότερα

- Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών

- Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών Μάθημα 4.5 Η Μνήμη - Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα αυτό θα μπορείς: Να αναφέρεις τα κυριότερα είδη μνήμης

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Εισαγωγή Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να κατανοήσουµε τους τρόπους προσπέλασης της µνήµης (µέθοδοι διευθυνσιοδότησης) σε ένα υπολογιστικό σύστηµα. Η Μνήµη 1 Ψηφιακή Λογική 4

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΓΙΑ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ Άσκηση 1 Ένας επεξεργαστής (ΚΜΕ) υποστηρίζει 371 εντολές. Πόσα bit θα πρέπει να είναι ο καταχωρητής εντολής (ελάχιστη τιμή); (α) 4 bit (β) 16 bit (γ) 1 bit (δ)

Διαβάστε περισσότερα

Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7. 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9. 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31. 94 Συσκευές εισόδου...

Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7. 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9. 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31. 94 Συσκευές εισόδου... Περιεχόµενα Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31 93 Οι βασικές λειτουργίες ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή... 37 94 Συσκευές εισόδου...

Διαβάστε περισσότερα

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ι Γ. Τσιατούχας 2 ο Κεφάλαιο ιάρθρωση 1. Οργάνωση της 2. εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο

Διαβάστε περισσότερα

Εντολές γλώσσας μηχανής

Εντολές γλώσσας μηχανής Εντολές γλώσσας μηχανής Στον υπολογιστή MIPS η εντολή πρόσθεσε τα περιεχόμενα των καταχωρητών 17 και 20 και τοποθέτησε το αποτέλεσμα στον καταχωρητή 9 έχει την μορφή: 00000010001101000100100000100000 Πεδία

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή Θα δούµε την οργάνωση ενός υπολογιστή Στον επόµενο µάθηµα θα δούµε πως συνδέονται πολλοί Η/Υ για να σχηµατίσουν

Διαβάστε περισσότερα

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ Ο όρος είναι συντομογραφία του όρου «Αυτόματος, Ηλεκτρονικός Ψηφιακός Υπολογιστής Γενικού Σκοπού» [1]. Αυτόματος Μετά την έναρξη της λειτουργίας του εργάζεται μόνος του εκτελώντας

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κεφάλαιο 3 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Μονάδα ελέγχου Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Δομή Αριθμητικής Λογικής Μονάδας

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Μνήµης

Αρχιτεκτονική Μνήµης ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Αρχιτεκτονική Μνήµης Τµήµα Επιστήµη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kuo [2005]: Chapters 3 & 4 Lapsley [2002]: Chapter

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόµενα. I Βασικές Γνώσεις 1

Περιεχόµενα. I Βασικές Γνώσεις 1 Περιεχόµενα I Βασικές Γνώσεις 1 1 Μοντελοποίηση Προγραµµάτων 3 1.1 Ψευδογλώσσα....................... 6 1.2 Διαγράµµατα Ροής..................... 6 1.3 Παραδείγµατα σε Ψευδογλώσσα και Διαγράµµατα Ροής.

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17 ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ Μνήμες (Memory) - Είναι ημιαγώγιμα κυκλώματα που μπορούν να αποθηκεύσουν ένα σύνολο από δυαδικά ψηφία (bit). - Μια μνήμη αποθηκεύει λέξεις (σειρές από bit). - Σε κάθε

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Εισαγωγή στην Πληροφορική Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή στην Πληροφορική 1 Γενικές πληροφορίες Εισαγωγή στην Πληροφορική ιδασκαλία: Παναγιώτης Χατζηδούκας Email:

Διαβάστε περισσότερα

5 η Θεµατική Ενότητα : Μνήµη & Προγραµµατιζόµενη Λογική. Επιµέλεια διαφανειών: Χρ. Καβουσιανός

5 η Θεµατική Ενότητα : Μνήµη & Προγραµµατιζόµενη Λογική. Επιµέλεια διαφανειών: Χρ. Καβουσιανός 5 η Θεµατική Ενότητα : Μνήµη & Προγραµµατιζόµενη Λογική Επιµέλεια διαφανειών: Χρ. Καβουσιανός Μνήµη Η µνήµη καταλαµβάνει το µεγαλύτερο µέρος ενός υπολογιστικού συστήµατος Δύο τύποι: ROM - RAM RΟΜs CPU

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ R3 I Καταχωρητές PC Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αριθμητική και λογική μονάδα

Διαβάστε περισσότερα

5.1 Θεωρητική εισαγωγή

5.1 Θεωρητική εισαγωγή ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 5 ΚΩ ΙΚΟΠΟΙΗΣΗ BCD Σκοπός: Η κατανόηση της µετατροπής ενός τύπου δυαδικής πληροφορίας σε άλλον (κωδικοποίηση/αποκωδικοποίηση) µε τη µελέτη της κωδικοποίησης BCD

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Κεφάλαιο 3

Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Κεφάλαιο 3 Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Κεφάλαιο 3 Κεφάλαιο 3 Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να περιγράψει την εσωτερική οργάνωση των υπολογιστών,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΧΕΙΜΩΝΑΣ 2009 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ 1 Γενική οργάνωση του υπολογιστή Ο καταχωρητής δεδομένων της μνήμης (memory data register

Διαβάστε περισσότερα

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή Μνήμη Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή ηλεκτρονική συσκευή, σε προσωρινή ή μόνιμη βάση. Τα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07 Τμήμα θεωρίας: Α.Μ. 8, 9 Κάθε Πέμπτη, 11πμ-2μμ, ΑΜΦ23. Διδάσκων: Ντίνος Φερεντίνος Γραφείο 118 email: kpf3@cornell.edu Μάθημα: Θεωρία + προαιρετικό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ Η/Υ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ Η/Υ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗΣ Η/Υ 4 ο Εξάμηνο Μαδεμλής Ιωάννης ΛΟΓΙΚΕΣ ΠΡΑΞΕΙΣ Οι λογικές πράξεις που υποστηρίζει η Assembly του 8088 είναι : Πράξη AND Πράξη OR Πράξη NOT Πράξη XOR Με τις λογικές πράξεις μπορούμε

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές Έννοιες Πληροφορικής

Βασικές Έννοιες Πληροφορικής Βασικές Έννοιες Πληροφορικής 1. Τι είναι ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι οποιαδήποτε συσκευή μεγάλη ή μικρή που επεξεργάζεται δεδομένα και εκτελεί την εργασία του σύμφωνα με

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΜΝΗΜΩΝ. ΒΑΣΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ RAM CMOS. ΤΥΠΟΙ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΑΡΧΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 25-6 Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς (λογικές πράξεις) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Εκτέλεση πράξεων

Διαβάστε περισσότερα

Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ. ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ d.fotiadis@kastoria.teikoz.gr

Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ. ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ d.fotiadis@kastoria.teikoz.gr Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΦΩΤΙΑ ΗΣ Α. ΗΜΗΤΡΗΣ M.Sc. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ (Σ.Τ.ΕΦ.) ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ d.fotiadis@kastoria.teikoz.gr Ασύγχρονη σειριακή

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Εισαγωγή στους Υπολογιστές Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Εισαγωγή στους Υπολογιστές (αρχές λειτουργίας και τεχνολογία) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Εκτέλεση πράξεων. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά και Δυαδική Λογική. Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς. Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

Εκτέλεση πράξεων. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά και Δυαδική Λογική. Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς. Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 24-5 Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς (λογικές πράξεις) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης ; Ποιες κατηγορίες

Διαβάστε περισσότερα

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1. Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1. Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1 Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι γραφικές παραστάσεις µε υπολογιστές έχουν προχωρήσει πολύ από τότε που οι ε- πιστήµονες που δούλευαν

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην πληροφορική

Εισαγωγή στην πληροφορική Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Εισαγωγή στην πληροφορική Ενότητα 2: Βασικές αρχές λειτουργίας και χρήσης του υπολογιστή Αγγελίδης Παντελής Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (ΙΙ) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Ψηφιακά Ηλεκτρονικά

Διαβάστε περισσότερα

Μαθαίνοντας το hardware του αναπτυξιακού

Μαθαίνοντας το hardware του αναπτυξιακού 1. ΑΣΚΗΣΗ 1 Μαθαίνοντας το hardware του αναπτυξιακού Προϋποθέσεις Το εργαστήριο αυτό προϋποθέτει το διάβασμα και χρήση των εξής: Αρχείο mcbstr9.chm HTML, που δίδεται με τα υπόλοιπα αρχεία του εργαστηρίου.

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος

Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος Ερωτήσεις 1. Να αναφέρετε συνοπτικά τις κατηγορίες στις οποίες διακρίνεται το λογισμικό συστήματος. Σε ποια ευρύτερη κατηγορία εντάσσεται αυτό; Το λογισμικό συστήματος

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 16-2-2012. Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 16-2-2012. Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 6 --0 Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων Θέμα. Τι γνωρίζετε για την τοπικότητα των αναφορών και ποιών μονάδων του υπολογιστή ή τεχνικών η απόδοση εξαρτάται από

Διαβάστε περισσότερα

Η συχνότητα f των παλµών 0 και 1 στην έξοδο Q n είναι. f Qn = 1/(T cl x 2 n+1 )

Η συχνότητα f των παλµών 0 και 1 στην έξοδο Q n είναι. f Qn = 1/(T cl x 2 n+1 ) ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 9 ΥΑ ΙΚΟΙ ΑΠΑΡΙΘΜΗΤΕΣ Σκοπός: Η µελέτη της λειτουργίας των απαριθµητών. Υλοποίηση ασύγχρονου απαριθµητή 4-bit µε χρήση JK Flip-Flop. Κατανόηση της αλλαγής του υπολοίπου

Διαβάστε περισσότερα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Θεµατική Ενότητα ΠΛΗ 2: Ψηφιακά Συστήµατα Ακαδηµαϊκό Έτος 24 25 Ηµεροµηνία Εξέτασης 29.6.25 Χρόνος Εξέτασης

Διαβάστε περισσότερα

Συστήµατα DAQ. 6.1 Εισαγωγή

Συστήµατα DAQ. 6.1 Εισαγωγή 6 Συστήµατα DAQ 6.1 Εισαγωγή Με τον όρο Acquisition (Απόκτηση) περιγράφουµε τον τρόπο µε τον οποίο µεγέθη όπως η πίεση, η θερµοκρασία, το ρεύµα µετατρέπονται σε ψηφιακά δεδοµένα και απεικονίζονται στην

Διαβάστε περισσότερα

Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση

Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση Επιμέλεια: Γεώργιος Θεοδωρίδης, Επίκουρος Καθηγητής Ανδρέας Εμερετλής, Υποψήφιος Διδάκτορας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία μνημών Ημιαγωγικές μνήμες Μνήμες που προσπελαύνονται με διευθύνσεις:

Τεχνολογία μνημών Ημιαγωγικές μνήμες Μνήμες που προσπελαύνονται με διευθύνσεις: Σύστημα μνήμης Ο κύριος σκοπός στο σχεδιασμό ενός συστήματος μνήμης είναι να προσφέρουμε επαρκή χωρητικότητα αποθήκευσης διατηρώντας ένα αποδεκτό επίπεδο μέσης απόδοσης και επίσης χαμηλό μέσο κόστος ανά

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 4.1 Βασικές μονάδες προσωπικού υπολογιστή

Μάθημα 4.1 Βασικές μονάδες προσωπικού υπολογιστή Μάθημα 4.1 Βασικές μονάδες προσωπικού υπολογιστή - Εισαγωγή - Αρχιτεκτονική προσωπικού υπολογιστή - Βασικά τμήματα ενός προσωπικού υπολογιστή - Η κεντρική μονάδα Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα αυτό θα μπορείς:

Διαβάστε περισσότερα

7.1 Θεωρητική εισαγωγή

7.1 Θεωρητική εισαγωγή ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 7 ΑΚΟΛΟΥΘΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΜΑΝ ΑΛΩΤΕΣ FLIP FLOP Σκοπός: Η κατανόηση της λειτουργίας των βασικών ακολουθιακών κυκλωµάτων. Θα µελετηθούν συγκεκριµένα: ο µανδαλωτής (latch)

Διαβάστε περισσότερα

ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ. Η πιο συνηθισμένη έκφραση για την υγρασία του αέρα είναι η σχετική υγρασία (Relative Ηumidity, RH).

ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ. Η πιο συνηθισμένη έκφραση για την υγρασία του αέρα είναι η σχετική υγρασία (Relative Ηumidity, RH). ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΣΧΕΤΙΚΗΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ Η πιο συνηθισμένη έκφραση για την υγρασία του αέρα είναι η σχετική υγρασία (Relative Ηumidity, RH). Η σχετική υγρασία είναι ο λόγος επί τοις εκατό (%) της μάζας των υδρατμών

Διαβάστε περισσότερα

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης i Στα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

WDT και Power Up timer

WDT και Power Up timer Ο ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΗΣ PIC O μικροελεγκτής PIC κατασκευάζεται από την εταιρεία Microchip. Περιλαμβάνει τις τρεις βασικές κατηγορίες ως προς το εύρος του δίαυλου δεδομένων (Data Bus): 8 bit (σειρές PIC10, PIC12,

Διαβάστε περισσότερα

Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΑΣΤΟΡΙΑΣ ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ

Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΑΣΤΟΡΙΑΣ ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ Ι ΑΣΚΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΦΩΤΙΑ ΗΣ Α. ΗΜΗΤΡΗΣ M.Sc. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Τ.Ε. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΑΣΤΟΡΙΑΣ ΤΕΙ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΙΑΚΟΠΕΣ (INTERRUPTS) ΟΙ ΙΑΚΟΠΕΣ ΕΙΝΑΙ «ΣΥΜΒΑΝΤΑ», ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ

ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΤΜΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Τα τμήματα ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή είναι: 1. Επεξεργαστής 2. Μνήμη RAM και ROM 3. Κάρτα γραφικών 4. Μητρική Πλακέτα 5. Σκληρός Δίσκος 6. DVD / Blue Ray 7. Τροφοδοτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία Το 1944 με την κατασκευή του υπολογιστή Mark I από τον Howard Aiken και την εταιρεία κατασκευής ηλεκτρονικών υπολογιστών IBM και από το 1950 μπήκανε

Διαβάστε περισσότερα

Προγραμματισμός Υπολογιστών

Προγραμματισμός Υπολογιστών Προγραμματισμός Υπολογιστών Βασικές γνώσεις Κ. Βασιλάκης, ΣΤΕΦ, ΤΕΙ Κρήτης Η Πληροφορική και τα εργαλεία της Παροχή έγκαιρης και έγκυρης πληροφόρησης. Καταχώριση στοιχείων Αποθήκευση Επεξεργασία ψηφιακών

Διαβάστε περισσότερα

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems)

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Μαθηµα 2 ηµήτρης Λιούπης 1 Intel SA-1110 µc StrongARM core. System-on-Chip. Εξέλιξη των SA-110 και SA-1100. 2 ARM cores ARM: IP (intellectual

Διαβάστε περισσότερα

Β2.1 Βασικές έννοιες της Αρχιτεκτονικής του Η/Υ

Β2.1 Βασικές έννοιες της Αρχιτεκτονικής του Η/Υ Β2.1 Βασικές έννοιες της Αρχιτεκτονικής του Η/Υ Τι θα μάθουμε σήμερα: Να αναφέρουμε και να εξηγούμε τι είναι Αρχιτεκτονική Η/Υ Να γνωρίσουμε τα βασικά εξαρτήματα που βρίσκονται στο εσωτερικό του υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

Το «κλειστό» σύστημα. Ανοικτές επικοινωνίες... Εισαγωγή στην Τεχνολογία της Πληροφορικής. Εισαγωγή στην τεχνολογία της πληροφορικής

Το «κλειστό» σύστημα. Ανοικτές επικοινωνίες... Εισαγωγή στην Τεχνολογία της Πληροφορικής. Εισαγωγή στην τεχνολογία της πληροφορικής ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ Εισαγωγή στην Τεχνολογία της Πληροφορικής ΓΙΩΡΓΟΣ Ν. ΓΙΑΝΝΟΠΟΥΛΟΣ Λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Αθηνών gyannop@law.uoa.gr Το «κλειστό» σύστημα ΕΙΣΟΔΟΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ

Διαβάστε περισσότερα

Σχετικά με το μάθημα. Ο Υπολογιστής Η γενική εικόνα. Η μνήμη. Ενότητες μαθήματος. Εισαγωγή στους Υπολογιστές. Βιβλία για το μάθημα

Σχετικά με το μάθημα. Ο Υπολογιστής Η γενική εικόνα. Η μνήμη. Ενότητες μαθήματος. Εισαγωγή στους Υπολογιστές. Βιβλία για το μάθημα Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Εισαγωγή στους Υπολογιστές (αρχές λειτουργίας και τεχνολογία) Σχετικά με το μάθημα Ενότητες μαθήματος Αρχές λειτουργίας

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 5. Στόχοι Κεφαλάιου. Η αρχιτεκτονική von Neumann. Nell Dale John Lewis. Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ/CPU)

Κεφάλαιο 5. Στόχοι Κεφαλάιου. Η αρχιτεκτονική von Neumann. Nell Dale John Lewis. Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ/CPU) Στόχοι Κεφαλάιου Κεφάλαιο 5 οµή Η/Υ Nell Dale John Lewis Περιγραφή των συστατικών και της λειτουργίας τους µιας µηχανής von Neumann Περιγραφή τού κύκλου "φέρε-αποκωδικοποίησεεκτέλεσε" µιας µηχανής von

Διαβάστε περισσότερα

242 -ΕισαγωγήστουςΗ/Υ

242 -ΕισαγωγήστουςΗ/Υ 242 -ΕισαγωγήστουςΗ/Υ ΤµήµαΜαθηµατικών, Πανεπιστήµιο Ιωαννίνων Ακαδηµαϊκό Έτος 24-25 Άρτια Α.Μ. (-2-4-6-8) Νικόλαος Γλυνός 27α, B όροφος Τηλ: 825 e-mail: nglinos@uoi.gr οµή και οργάνωση Ηλεκτρονικού Υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ

Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Αρχιτεκτονική Επεξεργαστών Ψ.Ε.Σ Βιβλιογραφία Ενότητας Kehtarnavaz [2005]: Chapter 3 Kuo [2005]: Chapters 1 & 4-5 Lapsley [2002]: Chapter 4 Hayes [2000]: Κεφάλαιo 8

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης

Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης ΟΜΗ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Ένας υπολογιστής αποτελείται από την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ), τη µνήµη, τις µονάδες εισόδου/εξόδου και το σύστηµα διασύνδεσης

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών Δρ. Γκόγκος Χρήστος Υποσυστήματα αυτόνομου υπολογιστή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 Μάθημα: Τεχνολογία Αναλογικών και Ψηφιακών Ηλεκτρονικών Τεχνολογία Τεχνικών Σχολών

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα. Πρώτο Κεφάλαιο. Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα. Δεύτερο Κεφάλαιο. Αριθμητικά Συστήματα Κώδικες

Περιεχόμενα. Πρώτο Κεφάλαιο. Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα. Δεύτερο Κεφάλαιο. Αριθμητικά Συστήματα Κώδικες Πρώτο Κεφάλαιο Εισαγωγή στα Ψηφιακά Συστήματα 1.1 Αναλογικά και Ψηφιακά Σήματα και Συστήματα... 1 1.2 Βασικά Ψηφιακά Κυκλώματα... 3 1.3 Ολοκληρωμένα κυκλώματα... 4 1.4 Τυπωμένα κυκλώματα... 7 1.5 Εργαλεία

Διαβάστε περισσότερα

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι μια ηλεκτρονική συσκευή που έχει την ικανότητα να επεξεργάζεται μεγάλο όγκο πληροφοριών και δεδομένων με ταχύτητα και ακρίβεια. Επίσης ένας η/υ μπορεί να αποθηκεύσει πληροφορίες,

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Δρ. Γκόγκος Χρήστος Επιστήμη των υπολογιστών Computer Science (CS) ή Information

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 1.3.1 Δομή

Διαβάστε περισσότερα

Διασυνδετικοί Δίαυλοι. Τι διασυνδέει ένας δίαυλος; Μεταφορά δεδομένων. Διασύνδεση Εισόδου-Εξόδου. Μ.Στεφανιδάκης

Διασυνδετικοί Δίαυλοι. Τι διασυνδέει ένας δίαυλος; Μεταφορά δεδομένων. Διασύνδεση Εισόδου-Εξόδου. Μ.Στεφανιδάκης Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2014-15 Διασύνδεση Εισόδου-Εξόδου (συσκευές και ) http://www.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Διασυνδετικοί : Αναλαμβάνουν την

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ. Τίτλος Μαθήματος. Διαλέξεις - Θεωρητική Διδασκαλία, Εποπτευόμενο Εργαστήριο Επίδειξη, Μελέτες (Projects)

ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ. Τίτλος Μαθήματος. Διαλέξεις - Θεωρητική Διδασκαλία, Εποπτευόμενο Εργαστήριο Επίδειξη, Μελέτες (Projects) ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Τίτλος Μαθήματος Μικροελεγκτές και Ενσωματωμένα συστήματα Ανάπτυξη και Εφαρμογές Κωδικός Μαθήματος Μ2 Θεωρία / Εργαστήριο Θεωρία + Εργαστήριο Πιστωτικές μονάδες 4 Ώρες Διδασκαλίας 2Θ+1Ε

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισμός Δεδομένων 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.2 Γλώσσα Μηχανής 2.3 Εκτέλεση προγράμματος 2.4 Αριθμητικές και λογικές εντολές 2.5 Επικοινωνία με άλλες συσκευές 2.6 Άλλες αρχιτεκτονικές

Διαβάστε περισσότερα