Copyright 2012 Γ. Αλεξίου, Ν. Πετρέλλης / Εκδόσεις Κλειδάριθμος Έδρα: Στουρνάρη 27Β Αθήνα

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Copyright 2012 Γ. Αλεξίου, Ν. Πετρέλλης / Εκδόσεις Κλειδάριθμος Έδρα: Στουρνάρη 27Β Αθήνα 106 82"

Transcript

1

2

3

4 Τίτλος: Μικροεπεξεργαστές και σχεδιασμός μικροϋπολογιστικών συστημάτων Copyright 2012 Γ. Αλεξίου, Ν. Πετρέλλης / Εκδόσεις Κλειδάριθμος Έδρα: Στουρνάρη 27Β Αθήνα Κεντρική Διάθεση: Δομοκού 4, Σταθμός Λαρίσης Αθήνα Τηλ.: Fax: Απαγορεύεται η αναπαραγωγή οποιουδήποτε τμήματος του βιβλίου με οποιοδήποτε μέσο (φωτοτυπία, εκτύπωση, μικροφίλμ, ή άλλη μηχανική ή ηλεκτρονική μέθοδο) χωρίς την άδεια του εκδότη. Εικόνα εξωφύλλου: Edelweiss - Fotolia.com ISBN: Εκτύπωση: Α. Χονδρορίζος & Σια Ο.Ε., ,

5 Περιεχόμενα Πρόλογος Εισαγωγή ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων Δομή ηλεκτρονικού υπολογιστή Δομή μικροϋπολογιστών Η ΚΜΕ Η μνήμη Η στατική μνήμη ανάγνωσης/εγγραφής (SRAM) Η μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) Η δυναμική μνήμη RAM (DRAM) και οι σύγχρονες δυναμικές RAM (SDRAM) Αρχιτεκτονική χώρου διευθύνσεων Ρολόι συστήματος Κύκλοι εντολής, μηχανής, και ρολογιού Θύρες εισόδου/εξόδου Σειριακές θύρες Χρονιστές/Μετρητές Ελεγκτής διακοπών Άμεση προσπέλαση μνήμης...36 Ερωτήσεις - Ασκήσεις...38

6 6 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο μικροεπεξεργαστής Ζ Εισαγωγή Προγραμματιζόμενοι καταχωρητές του Ζ Καταχωρητές ειδικής χρήσης Καταχωρητές γενικής χρήσης Αριθμητική και λογική μονάδα Τρόποι διευθυνσιοδότησης Ακροδέκτες και χρονισμοί Εισαγωγή Δίαυλος διευθύνσεων Δίαυλος δεδομένων Σήματα ελέγχου διαύλων Σήματα ελέγχου συστήματος Σήματα ελέγχου ΚΜΕ Χρονισμοί Οι εντολές του Ζ Εντολές φόρτωσης Εντολές ανταλλαγής, μαζικής μεταφοράς, και αναζήτησης Αριθμητικές και λογικές εντολές Εντολές περιστροφής και ολίσθησης Εντολές χειρισμού bit Εντολές άλματος Εντολές εισόδου και εξόδου Εντολές γενικής χρήσης Διακοπές Γενικά Διακοπές τύπου ΙΝΤ~ (Normal External Interrupt) NMI~ (Non Maskable Interrupt) Σύνοψη συνόλου εντολών...68 Ερωτήσεις - Ασκήσεις Συσκευές υποστήριξης του Ζ Παράλληλη είσοδος/έξοδος του Z Κύκλωμα χρονομετρητή ρολογιού του Z Ερωτήσεις - Ασκήσεις Σειριακή είσοδος/έξοδος του Z Άμεση προσπέλαση μνήμης Παράδειγμα ολοκληρωμένου μικροϋπολογιστικού συστήματος με Ζ Ερωτήσεις - Ασκήσεις...145

7 Περιεχόμενα 7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Οι μικροεπεξεργαστές της Intel Η εξέλιξη της αρχιτεκτονικής των επεξεργαστών Intel Ο μικροεπεξεργαστής 8080Α Γενικά χαρακτηριστικά Οι καταχωρητές του 8080Α Ακροδέκτες και σήματα του 8080Α Κύκλοι μηχανής και σήματα κατάστασης Η χρονική ακολουθία εκτέλεσης των εντολών Οι καταστάσεις WAIT, HOLD και HALT Η αρχικοποίηση του 8080Α Οι διακοπές στον 8080Α Τρόποι διευθυνσιοδότησης των εντολών του 8080Α Συσκευές υποστήριξης του 8080Α Ο μικροεπεξεργαστής Κοινές εντολές των 8080Α/ Σχεδίαση ολοκληρωμένου συστήματος με Στόχος Μετρητές/Χρονιστές στο Ελεγκτής διακοπών Παράλληλες θύρες με μνήμη και χρονιστές/μετρητές (8x55) Άμεση προσπέλαση μνήμης με το Υπολογιστικό σύστημα με Ερωτήσεις - Ασκήσεις Ο μικροεπεξεργαστής Η αρχιτεκτονική του Ο χώρος διευθύνσεων του Οι καταχωρητές του Ακροδέκτες του Χρονισμός του Αρχικοποίηση και διακοπές του Το σύνολο εντολών του Η οικογένεια Pentium Χρήση κρυφής μνήμης Η αρχιτεκτονική του Pentium Pro Λεπτομερέστερη περιγραφή του Pentium Pro Καταστάσεις λειτουργίας από την πλευρά του προγραμματιστή Αρχιτεκτονική μνήμης Διευθύνσεις 32 και 16 bit Καταχωρητές...232

8 8 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Μήκος ορισμάτων Κλήση υπορουτινών Διακοπές και εξαιρέσεις Κλήσεις ρουτινών για δομημένες γλώσσες προγραμματισμού Βασικοί τύποι Τρόποι διευθυνσιοδότησης Μονάδα κινητής υποδιαστολής Είσοδος/Έξοδος Εξελιγμένα χαρακτηριστικά των σύγχρονων Pentium Ενδεικτικοί ακροδέκτες επεξεργαστή Intel Pentium Ερωτήσεις - Ασκήσεις G: Σύνολα τσιπ για επεξεργαστές Intel Pentium Γενικά Ο ελεγκτής μνήμης γραφικών Διασύνδεση με τον ελεγκτή ICH Διασύνδεση διαύλου PCI Express Δομή και ακροδέκτες του GMCH Προγραμματισμός του ελεγκτή GMCH Καταχωρητές της συσκευής Device Καταχωρητές του ελεγκτή μνήμης Καταχωρητές για το PCI Express Καταχωρητές DMI Ενσωματωμένα γραφικά Χάρτης διευθύνσεων του GMCH Ο ελεγκτής ICH PCI Express Ο ελεγκτής διακοπών APIC Ελεγκτής IDE Ελεγκτής SATA Ελεγκτής ήχου AC Ερωτήσεις Ασκήσεις ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Μικροελεγκτές 8 bit Ο μικροελεγκτής ATMEL ATtiny Γενικά χαρακτηριστικά του ATtiny Η αρχιτεκτονική του ATtiny Το ρολόι συστήματος H μνήμη του συστήματος Υποστηριζόμενοι τρόποι διευθυνσιοδότησης Προσπέλαση μνήμης για εκτέλεση εντολών...349

9 Περιεχόμενα O καταχωρητής κατάστασης (SREG) Ο δείκτης στοίβας Χειρισμός διακοπών και επανεκκίνησης Χρονιστές/Μετρητές Η μνήμη EEPROM Σειριακή επικοινωνία USART Αναλογικός συγκριτής Θύρες με ακροδέκτες γενικού σκοπού Παράλληλος προγραμματισμός μνημών Flash/EEPROM Σειριακός προγραμματισμός της μνήμης Επεξεργαστές RISC και CISC Εντολές του ATtiny Ασκήσεις - Ερωτήσεις Ο μικροελεγκτής Η αρχιτεκτονική του MC68HC705C Οι ακροδέκτες του MC68HC705C Τρόποι διευθυνσιοδότησης Χρονιστής Watchdog του COP Θύρες Ι/Ο Σειριακή Διασύνδεση Επικοινωνιών (SCI) Σειριακή Διασύνδεση Περιφερειακών Μετρητής/Χρονιστής του MC68HC705C Εντολές διακοπής/αναμονής Σύνολο εντολών του Ερωτήσεις - Ασκήσεις Ο μικροελεγκτής Αρχιτεκτονική του Οργάνωση μνήμης Τρόποι διευθυνσιοδότησης Σύνολο εντολών Κύκλοι μηχανής Ερωτήσεις - Ασκήσεις Ο μικροελεγκτής 16F690 της οικογένειας Microchip PIC Η αρχιτεκτονική του PIC16F Οργάνωση μνήμης Πίνακας εντολών του PIC16F Θύρες ακροδεκτών γενικού σκοπού του PIC16F Χρονομετρητές του PIC16F Αναλογικοψηφιακός μετατροπέας (ADC) 10 bit & 12 καναλιών.445 Ερωτήσεις - Ασκήσεις...449

10 10 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο μικροελεγκτής AT91RM bit της Atmel Γενικά χαρακτηριστικά του AT91RM Ο πυρήνας ARM920T Κρυφή μνήμη Μέθοδοι ελέγχου και αποσφαλμάτωσης Πρόγραμμα εκκίνησης Ελεγκτής μνήμης Ερωτήσεις - Ασκήσεις Διασύνδεση εξωτερικού διαύλου Ελεγκτής άμεσης προσπέλασης μνήμης Προηγμένος ελεγκτής διακοπών Ελεγκτής τοπικού δικτύου επιπέδου ελέγχου προσπέλασης μέσου (MAC) Ερωτήσεις - Ασκήσεις ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ A Σύγχρονες δυναμικές μνήμες διπλού ρυθμού δεδομένων ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ B Σύνολο εντολών 80x ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Γ Ο δίαυλος PCI ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Δ Σύνολο εντολών ARM και Thumb

11 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων 1.1 Δομή ηλεκτρονικού υπολογιστή Η σημερινή ευρεία διάδοση των ηλεκτρονικών υπολογιστών (ΗΥ) οφείλεται στην εξέλιξη της τεχνολογίας των ημιαγωγών. Ολοκληρωμένα κυκλώματα διαστάσεων μερικών τετραγωνικών χιλιοστών αποτελούνται από πολλά εκατομμύρια τρανζίστορ τα οποία μπορούν να λειτουργούν σε υψηλές ταχύτητες. Όμως η φιλοσοφία της λειτουργίας των ΗΥ είχε ήδη περιγραφεί με ακρίβεια από τις αρχές του προηγούμενου αιώνα, πολύ πριν την αλματώδη εξέλιξη της τεχνολογίας των ημιαγωγών. Στις μηχανές Turing είναι κυρίαρχη η έννοια ενός εξαρτήματος το οποίο μπορεί να σκέφτεται και να λαμβάνει αποφάσεις (Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ΚΜΕ, Central Processing Unit CPU) και ενός εξαρτήματος το οποίο να μπορεί να «θυμάται» (μνήμη). Την ΚΜΕ θα την καλούμε συχνά και ως «επεξεργαστή» ή «μικροπεξεργαστή» (microprocessor) από τον όρο που καθιερώθηκε όταν όλα τα κυκλώματα της ΚΜΕ μπόρεσαν να ενσωματωθούν σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα στις αρχές της δε- ΚΜΕ Μονάδες εισόδου Μονάδες εξόδου Κύρια μνήμη Δευτερεύουσα μνήμη Σχήμα 1-1. Η βασική δομή ενός ΗΥ

12 16 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ καετίας του '70. Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα στο οποίο, εκτός από την ΚΜΕ, έχουν ενσωματωθεί και διάφορα περιφερειακά κυκλώματα ονομάζεται «μικροελεγκτής» (microcontroller). Στην μνήμη μπορούν να αποθηκεύονται τόσο οι πληροφορίες (δεδομένα) τις ο- ποίες επιθυμούμε να επεξεργάζεται ο ΗΥ για να παράγει αποτελέσματα, όσο και τις ο- δηγίες (κώδικας αποτελούμενος από εντολές) τις οποίες θα πρέπει να ακολουθεί η ΚΜΕ. Συχνά, η περιοχή μνήμης όπου αποθηκεύονται οι εντολές ονομάζεται μνήμη προγράμματος ενώ εκείνη στην οποία αποθηκεύονται τα δεδομένα ονομάζεται μνήμη δεδομένων. Σε συστήματα γενικής χρήσης όπως είναι οι προσωπικοί υπολογιστές (Personal Computers PCs), η μνήμη είναι πολυεπίπεδη και τα διάφορα επίπεδά της διαφέρουν ως προς την ταχύτητα προσπέλασης και το μέγεθός τους. Τα δύο αυτά μεγέθη είναι συνήθως αντιστρόφως ανάλογα μεταξύ τους. Έτσι, η ΚΜΕ μπορεί να προσπελάζει άμεσα μνήμη τύπου στατικής RAM (σε επίπεδο κρυφής ή κύριας μνήμης) αλλά για μόνιμη αποθήκευση δεδομένων και προγραμμάτων μεγάλου όγκου χρησιμοποιεί τις πιο αργές μονάδες αποθήκευσης της δευτερεύουσας μνήμης (σκληρός δίσκος, CD/DVD κ.λπ.). Μια ΚΜΕ έχει την ικανότητα να προσκομίζει διαφόρων τύπων εντολές από την μνήμη. Οι εντολές αυτές μπορεί να είναι απλές αριθμητικές πράξεις (προσθέσεις, αφαιρέσεις, πολλαπλασιασμοί, διαιρέσεις), λογικές πράξεις (ΚΑΙ, Ή, Αποκλειστικό Ή, ΌΧΙ, Ολισθήσεις ή Περιστροφές των δυαδικών ψηφίων ενός αριθμού), συγκρίσεις αριθμών, διακλαδώσεις με ή χωρίς συνθήκες, μεταφορά αριθμών μεταξύ θέσεων μνήμης και καταχωρητών κ.ά. Τα δεδομένα εισάγονται στον ΗΥ μέσω ειδικών περιφερειακών συσκευών που ο- νομάζονται μονάδες εισόδου (π.χ., πληκτρολόγιο, ποντίκι, μικρόφωνο, σαρωτής κ.λπ.), ενώ τα αποτελέσματα παρουσιάζονται μέσω των συσκευών εξόδου (οθόνη, εκτυπωτής, ηχεία κ.λπ.). Η αρχιτεκτονική όλων των παραπάνω μονάδων εξαρτάται συχνά από τις εφαρμογές για τις οποίες προορίζεται κάποιο υπολογιστικό σύστημα. Εκτός από τους προσωπικούς υπολογιστές, τους σταθμούς εργασίας, και τα μεγάλα κεντρικά συστήματα μηχανοργάνωσης, πλήθος μικροϋπολογιστών ειδικού σκοπού είναι σήμερα ενσωματωμένοι σε διάφορες συσκευές καθημερινής χρήσης (οικιακές συσκευές, αυτοκίνητα, κινητά τηλέφωνα κ.ά.). 1.2 Δομή μικροϋπολογιστών Αν συγκρίνουμε τις δυνατότητες των μικροεπεξεργαστών ή μικροελεγκτών που χρησιμοποιούνται σε μικροϋπολογιστικά συστήματα με τις αντίστοιχες των επεξεργαστών των μεγάλων συστημάτων (mainframes) ή ακόμα και των προσωπικών υπολογιστών (PC) θα εντοπίσουμε μεγάλες διαφορές σε πολλά επίπεδα. Οι ταχύτητες λειτουργίας

13 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων 17 των μικροεπεξεργαστών είναι χαμηλότερες, τα μεγέθη μνήμης που μπορούν να διαχειριστούν πολύ περιορισμένα κλπ. Όμως, μια τέτοια σύγκριση είναι μάλλον άστοχη αφού δεν προορίζονται για τις ίδιες εφαρμογές. Παρότι πριν από χρόνια χρησιμοποιούνταν ευρέως επεξεργαστές 8 bit σε προσωπικούς υπολογιστές, σήμερα η χρήση τους είναι τελείως διαφορετική. Υπάρχει μια σειρά από εφαρμογές ειδικού σκοπού που δεν απαιτούν τις επιδόσεις των εξελιγμένων επεξεργαστών των 32 ή και 64 bit. Ως τέτοιες εφαρμογές μπορεί να α- ναφέρει κανείς τους ενσωματωμένους μικροϋπολογιστές σε οικιακές συσκευές, συστήματα ασφαλείας, συστήματα ελέγχου αυτοκινήτων, ρομποτικά συστήματα, παραγωγικές μονάδες όπως θερμοκήπια και βιοτεχνίες, όργανα μετρήσεων όπως ιατρικά και ηλεκτρονικά όργανα, μετεωρολογικοί σταθμοί, παιχνιδομηχανές κλπ. Σε τέτοιες εφαρμογές η χρήση ισχυρότερων επεξεργαστών από αυτούς που πραγματικά χρειάζονται αυξάνει όχι μόνο το κόστος, που μπορεί να είναι πολύ σημαντικό για την ανταγωνιστικότητά τους, αλλά και την πολυπλοκότητα, την κατανάλωση ενέργειας, τις διαστάσεις κλπ. Για τον λόγο αυτό διατίθεται σήμερα μια πλειάδα μικροελεγκτών που ενσωματώνουν στο ίδιο ολοκληρωμένο κύκλωμα την ΚΜΕ μαζί με έναν αριθμό περιφερειακών μονάδων (μνήμη, χρονιστές/μετρητές, ακροδέκτες γενικής χρήσης, μετατροπείς αναλογικού σήματος σε ψηφιακό και αντίστροφα, σειριακές και παράλληλες θύρες επικοινωνίας κ.ά.). Με την επιλογή του κατάλληλου μικροελεγκτή για μια εφαρμογή μπορεί να ελαχιστοποιηθεί το πλήθος των απαιτούμενων εξωτερικών εξαρτημάτων. Σε εφαρμογές όπου οι ανάγκες μνήμης ξεφεύγουν πολύ από τα μεγέθη των ενσωματωμένων μνημών σε μικροελεγκτές, είναι δυνατή η χρήση κάποιου μικροεπεξεργαστή στους διαύλους όπου μπορεί να συνδεθεί μνήμη κατάλληλου μεγέθους, καθώς και τα απαραίτητα περιφερειακά. Αν ξεκινήσουμε από τα πιο στοιχειώδη τμήματα ενός υπολογιστή, μπορούμε να πούμε ότι, ανεξάρτητα από τα μεγέθη, όλα τα μικροϋπολογιστικά συστήματα καθώς και οι μεγαλύτεροι υπολογιστές αποτελούνται από τα ίδια βασικά τμήματα: KME, μονάδες εισόδου/εξόδου (E/Ε), μνήμη, και σύστημα χρονισμού (ρολόι). Η ΚΜΕ διαχειρίζεται τις πληροφορίες σύμφωνα με τις οδηγίες που ορίζουν οι εντολές ενός προγράμματος. Διαχειρίζεται επίσης ένα πλήθος γραμμών ελέγχου που της δίνουν τη δυνατότητα να ελέγχει τα περιφερειακά και να επικοινωνεί με τον έξω κόσμο. Μερικά περιφερειακά εισόδου χρειάζεται να μετατρέπουν αναλογικά σήματα σε δυαδικά ψηφία, τα οποία σε επίπεδο κυκλώματος αντιστοιχούν σε χαμηλή (π.χ., 0V) και υψηλή τάση (π.χ., 5V). Άλλες μονάδες εισόδου που στηρίζονται στη χρήση διακοπτών μπορούν να παράσχουν απευθείας τις δύο αυτές καταστάσεις, όπως ένα πληκτρολόγιο. Τις καταστάσεις αυτές τις δέχεται η ΚΜΕ ως είσοδο. Η ΚΜΕ στέλνει ψηφιακά δεδομένα στις συσκευές εξόδου οι οποίες μπορούν να τα μετατρέπουν σε σήματα άλλης μορφής για να δίνουν στον έξω κόσμο τα αποτελέσματα

14 18 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Πρόγραμμα Μνήμη Διακόπτες Οθόνη LCD < > A B C I Είσοδοι ΚΜΕ Έξοδοι Πλήκτρα Βομβητής F Ρολόι Αισθητήρες Ρελέ Κρύσταλλος Σχήμα 1-2. Αρχιτεκτονική ενός μικροϋπολογιστικού συστήματος (Πηγή: Freescale M68HC05 Applications Guide). της επεξεργασίας των δεδομένων εισόδου. Τέτοιες συσκευές είναι οθόνες, ηχεία, εκτυπωτές, beeper, ρελέ κλπ. Ένα υπολογιστικό σύστημα διαθέτει συνήθως περισσότερες από μία μονάδες εισόδου/εξόδου. Συχνά υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των μονάδων εισόδου και εξόδου ενός μικροϋπολογιστικού συστήματος και άλλων υπολογιστών, όπως για παράδειγμα ενός προσωπικού υπολογιστή. Σε έναν προσωπικό υπολογιστή, η βασική μονάδα εισόδου είναι το πληκτρολόγιο και το ποντίκι ενώ συμπληρωματική είσοδος μπορεί να δοθεί από συσκευές όπως ένας σαρωτής, μια κάμερα, ένα μικρόφωνο κλπ. Επίσης, σε έναν προσωπικό υπολογιστή η κύρια έξοδος είναι η οθόνη και ο εκτυπωτής. Από τη στιγμή όμως που ένα μικροϋπολογιστικό σύστημα προορίζεται σήμερα κυρίως για εφαρμογές ελέγχου, οι είσοδοι και έξοδοί του είναι σήματα από αισθητήρες (sensors) και ενεργοποιητές (actuators) ή διακόπτες. Για παράδειγμα, σε ένα σύστημα συναγερμού, ο ενσωματωμένος μικροεπεξεργαστής δέχεται είσοδο από αισθητήρες υπέρυθρων ακτίνων, θορύβου, καπνού, υγρασίας κλπ για να ανιχνεύσει αν παραβιάστηκε προστατευμένος χώρος ή αν έχει εκδηλωθεί πυρκαγιά/πλημμύρα κλπ. Η κύρια έξοδος ενός τέτοιου συστήματος είναι η σειρήνα, ο φάρος, και η κλήση τηλεφώνου (dialer). Στα περισσότερα συστήματα συναγερμού υπάρχει ένα μικρό πληκτρολόγιο (keypad) και μια οθόνη LCD, των οποίων όμως η χρήση είναι περισσότερο βοηθητική.

15 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων 19 ΚΜΕ Μ ο ν ά δ α ε λ έ γ χ ο υ Αριθμητική και Λογική Μονάδα (ΑΛΜ) Μονάδα εκτέλεσης εντολών Μονάδα αποκωδικοποίησης εντολών Καταχωρητής εντολών Μονάδα ανάκλησης εντολών Καταχωρητές Συσσωρευτής Μετρητής προγράμματος Διευθύνσεις Εντολές Δεδομένα ΜΝΗΜΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΟΣ ΜΝΗΜΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Σχήμα 1-3. Δομή της ΚΜΕ 1.3 Η ΚΜΕ Η γενική εσωτερική δομή της ΚΜΕ παρουσιάζεται στο Σχήμα 1-3. Οι εντολές προσκομίζονται από τη μνήμη προγράμματος στη μονάδα ανάκλησης εντολών (Instruction Fetch Unit) που είναι υπεύθυνη για την πρόβλεψη των επόμενων προς εκτέλεση εντολών και την ανάγνωσή τους από τη μνήμη. Ο μετρητής προγράμματος (Program Counter PC) είναι ένα κύκλωμα μετρητή με εισόδους παράλληλης φόρτωσης. Κάθε φορά που προσκομίζεται μια εντολή ο μετρητής αυξάνεται (συνήθως κατά 1), ενώ όταν εκτελούνται εντολές διακλάδωσης η διεύθυνση της νέας εντολής φορτώνεται στον μετρητή από τις παράλληλες εισόδους. Η μονάδα ανάκλησης αποθηκεύει τον κωδικό τής εντολής στον καταχωρητή εντολών (Instruction Register) του οποίου τα περιεχόμενα αποκωδικοποιεί η μονάδα αποκωδικοποίησης εντολών (Instruction Decode Unit). Ανάλογα με τα αποτελέσματα της αποκωδικοποίησης, και κατά συνέπεια της αναγνώρισης μιας εντολής, πιθανόν δρομολογείται η προσκόμιση ορισμάτων, η εκτέλεση κάποιας πράξης, η αποθήκευση αποτελεσμάτων κλπ. Την εκτέλεση των παραπάνω λειτουργιών αναλαμβάνει η μονάδα εκτέλεσης εντολών (Instruction Execution Unit) ενώ τα κυκλώματα που εκτελούν τις αριθμητικές και λογικές πράξεις βρίσκονται στην αριθμητική και λογική μονάδα (ΑΛΜ, Arithmetic Logic Unit ALU). Τον συντονισμό των παραπάνω μονάδων αναλαμβάνει η μονάδα ελέγχου (Control Unit).

16 20 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Τα ορίσματα των πράξεων βρίσκονται στη μνήμη δεδομένων και μπορούν να ληφθούν από την ΑΛΜ είτε απευθείας, είτε μέσω καταχωρητών (registers) που είναι χώροι προσωρινής αποθήκευσης. Πολλές ΚΜΕ διαθέτουν έναν ή περισσότερους καταχωρητές που χρησιμοποιούνται τόσο ως πηγές ορισμάτων όσο και ως προορισμοί των αποτελεσμάτων. Ένας τέτοιος καταχωρητής ονομάζεται συσσωρευτής (accumulator) και το όνομά του συχνά υπονοείται (όταν υπάρχει στο σύστημα μόνο ένας) στις εντολές από τις οποίες χρησιμοποιείται. Ένας άλλος συχνά χρησιμοποιούμενος ειδικός καταχωρητής είναι ο καταχωρητής κατάστασης (status) ο οποίος διαθέτει διάφορες σημαίες (flags) για τον έλεγχο των αποτελεσμάτων πράξεων καθώς και την κατάσταση του συστήματος. Για παράδειγμα, στον καταχωρητή κατάστασης υπάρχουν σημαίες που δείχνουν αν από την προηγούμενη πράξη προέκυψε κρατούμενο, δανεικό, αρνητικός αριθμός κλπ. Υπάρχουν και άλλες πιο εξειδικευμένες μονάδες και καταχωρητές τα οποία όμως θα συζητήσουμε στις διάφορες επιμέρους οικογένειες επεξεργαστών που θα εξετάσουμε. Τα βέλη μεταξύ ΚΜΕ και Μνήμης του Σχήματος 1-3 δηλώνουν την κατεύθυνση των εντολών, διευθύνσεων, και δεδομένων όταν η ΚΜΕ προσπελάζει τη μνήμη. Στην πράξη, η μεταφορά αυτή πραγματοποιείται με τη βοήθεια των εξωτερικών διαύλων του επεξεργαστή. Ένας δίαυλος είναι μια ομάδα αγωγών που μεταφέρει μία τιμή η οποία μπορεί να είναι διεύθυνση, εντολή, ή δεδομένα. Οι διευθύνσεις των θέσεων μνήμης που πρέπει να προσπελάσει η ΚΜΕ για εγγραφή ή ανάγνωση μεταφέρονται από την ΚΜΕ στη μνήμη μέσω του διαύλου διευθύνσεων ο οποίος μπορεί να αποτελείται από m αγωγούς. Επειδή υπάρχουν 2 ηλεκτρικές στάθμες σε κάθε αγωγό (που αντιστοιχούν στο λογικό 0 ή στο λογικό 1), το πλήθος των θέσεων μνήμης που μπορεί να προσπελάσει η ΚΜΕ είναι 2 m. Τα σήματα του διαύλου διευθύνσεων είναι έξοδοι από την ΚΜΕ και είσοδοι στη μνήμη. Ο δίαυλος δεδομένων χρησιμοποιείται για τη μεταφορά: εντολών από τη μνήμη προγράμματος στην ΚΜΕ δεδομένων από τη μνήμη δεδομένων στην ΚΜΕ κατά την ανάγνωση δεδομένων από την ΚΜΕ στη μνήμη δεδομένων κατά την εγγραφή Από τα παραπάνω γίνεται εμφανές ότι τα σήματα του διαύλου δεδομένων στις δύο πρώτες περιπτώσεις είναι είσοδοι στην ΚΜΕ και έξοδοι από τη μνήμη. Στην τρίτη περίπτωση τα σήματα αυτά έχουν αντίθετη φορά. Το Σχήμα 1-4 δείχνει τους τυπικούς α- κροδέκτες ενός μικροεπεξεργαστή των 8 bit. Το εύρος των 8 bit αντιπροσωπεύει το μήκος των ορισμάτων που μπορεί να διαχειριστεί η αριθμητική και λογική μονάδα. Συνήθως, το εύρος αυτό ταυτίζεται με το εύρος του διαύλου δεδομένων. Όσο πιο μεγάλο είναι αυτό, τόσο μεγαλύτερη ακρίβεια και ταχύτητα μπορεί να επιτευχθεί κατά τις διάφορες πράξεις. Επιπλέον, μεγαλύτερο εύρος διαύλου δεδομένων επιτρέπει τη μεταφορά πολλών δεδομένων ή εντολών με μία προσπέλαση της μνήμης (η οποία θεωρείται

17 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων 21 χρονοβόρος λειτουργία). Το μειονέκτημα είναι ότι με μεγάλο εύρος διαύλου δεδομένων προκύπτουν προβλήματα δρομολόγησης αγωγών (routing) στις μητρικές πλακέτες, ενώ υπάρχουν και αυστηρότεροι περιορισμοί στην ταχύτητα του διαύλου λόγω αυξημένου θορύβου, παρεμβολών κλπ. Τα υπόλοιπα σήματα του Σχήματος 1-4, εκτός από την τροφοδοσία και τη γείωση, είναι κυρίως σήματα ελέγχου (μερικές φορές ονομάζονται συλλογικά δίαυλος ελέγχου): Το σήμα R/W~ δίνει ένδειξη στη μνήμη για το αν η ΚΜΕ επιχειρεί ανάγνωση (με 1) ή εγγραφή (με 0). Το σήμα RESET αρχικοποιεί ξανά το σύστημα (π.χ., επαναφέρει τον μετρητή προγράμματος στην αρχική του τιμή). Το σήμα ΙΝΤ (interrupt) χρησιμοποιείται για τη διακοπή της κανονικής ροής του προγράμματος λόγω εξωτερικής αιτίας. Η διακοπή αυτή μπορεί να γίνει δεκτή ή όχι από την ΚΜΕ με κατάλληλο προγραμματισμό κατά την αρχικοποίηση του συστήματος. Το ΝΜΙ (Non Maskable Interrupt) είναι παρόμοιο με το ΙΝΤ αλλά η διακοπή που προκαλεί γίνεται πάντα δεκτή. Χρησιμοποιείται συνήθως για τον χειρισμό σοβαρών καταστάσεων (ανεπανόρθωτα σφάλματα, πτώση τάσης κ.ά.). Η είσοδος CLK συνδέεται με το ρολόι του συστήματος. Η ταχύτητα εκτέλεσης των εντολών είναι ανάλογη της συχνότητας του ρολογιού. Vcc RESET Α0 D D7.. A16 R/W~ INT NMI CLK GND Σχήμα 1-4. Ακροδέκτες εντός τυπικού μικροεπεξεργαστή 8 bit

18 22 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Παράδειγμα 1.1 Ως παράδειγμα, θα εξετάσουμε τα βήματα εκτέλεσης μιας γενικής εντολής συμβολικής γλώσσας, όπως η ADD A,3000h. Έστω ότι η εντολή αυτή προσθέτει τα περιεχόμενα του συσσωρευτή Α με τα περιεχόμενα της θέσης μνήμης 3000h. Έστω επίσης ότι η εντολή αυτή είναι αποθηκευμένη στη διεύθυνση 8000h της μνήμης προγράμματος. Ο κωδικός της εντολής καταλαμβάνει ένα byte και η διεύθυνση 3000h, άλλα 2 bytes. Αν το σύστημα είναι αρχιτεκτονικής Little Endian, τότε το λιγότερο σημαντικό byte ενός αριθμού αποθηκεύεται στην χαμηλότερη διεύθυνση και το περισσότερο σημαντικό στην αμέσως επόμενη (το αντίθετο συμβαίνει σε αρχιτεκτονικές Big Endian). Έτσι, ο κωδικός της εντολής αποθηκεύεται στην 8000h, το 00 στην 8001h και το 30h στην 8002h. Έ- στω επίσης ότι τα περιεχόμενα της θέσης 3000h είναι ο αριθμός F0h Η εκτέλεση της εντολής αυτής απαιτεί τα ακόλουθα βήματα: 1. Οδήγηση του διαύλου διευθύνσεων με την τιμή του μετρητή προγράμματος (8000h) για την προσκόμιση του κωδικού της εντολής ADD. 2. Αύξηση κατά 1 του μετρητή προγράμματος. 3. Η μνήμη τοποθετεί στον δίαυλο δεδομένων τον κωδικό της εντολής ADD. 4. Η μονάδα ανάκλησης εντολών αποθηκεύει τον κωδικό της εντολής αυτής στον καταχωρητή εντολών. 5. Η μονάδα αποκωδικοποίησης διακρίνει ότι πρόκειται για τη συγκεκριμένη ε- ντολή και οδηγεί κατάλληλα σήματα της μονάδας εκτέλεσης εντολών. 6. Η μονάδα εκτέλεσης εντολών αποφασίζει την προσκόμιση άλλων 2 byte, δηλαδή της διεύθυνσης του ορίσματος και κατόπιν του ίδιου του ορίσματος. 7. Ο μετρητής εντολών οδηγεί τον δίαυλο διευθύνσεων με την τιμή 8001h και κατόπιν αυξάνεται κατά Η μνήμη οδηγεί τον δίαυλο δεδομένων με τα περιεχόμενα της θέσης 8001h, δηλαδή την τιμή Ο μετρητής εντολών οδηγεί τον δίαυλο διευθύνσεων με την τιμή 8002h και κατόπιν αυξάνεται κατά Η μνήμη οδηγεί τον δίαυλο δεδομένων με τα περιεχόμενα της θέσης 8002h, δηλαδή την τιμή 30h. 11. Ο δίαυλος διευθύνσεων οδηγείται αυτή τη φορά με την τιμή 3000h, που είναι η διεύθυνση η οποία σχηματίστηκε εσωτερικά με τις 2 προηγούμενες προσπελάσεις. 12. Η μνήμη δεδομένων οδηγεί τον δίαυλο δεδομένων με τα περιεχόμενα της θέσης 3000h, δηλαδή την τιμή F0h. Η τιμή αυτή αποθηκεύεται σε κάποιο γενικό καταχωρητή.

19 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων Στο σημείο αυτό η αριθμητική και λογική μονάδα λαμβάνει εντολή από τη μονάδα εκτέλεσης να προσθέσει τα περιεχόμενα του συσσωρευτή με την τιμή F0h και να αποθηκεύσει το αποτέλεσμα πάλι στον συσσωρευτή. 14. Η τιμή του μετρητή εντολών (που έχει γίνει 8003h στο Βήμα 9) οδηγείται στον δίαυλο διευθύνσεων για την προσκόμιση του κωδικού της επόμενης εντολής. 1.4 Η μνήμη Στην παράγραφο αυτή κάνουμε μια σύντομη αναφορά στους κυριότερους τύπους μνήμης και στη χρήση τους. Δεν γίνεται λεπτομερής αναφορά στα ηλεκτρονικά κυκλώματα από τα οποία αποτελούνται οι διάφορες μνήμες αφού αυτό είναι έξω από τους σκοπούς του βιβλίου Η στατική μνήμη ανάγνωσης/εγγραφής (SRAM) Οι ακροδέκτες μιας στατικής μνήμης ανάγνωσης/εγγραφής (SRAM) έχουν τη μορφή που παρουσιάζεται στο Σχήμα 1-5. Μια τέτοια μνήμη αποτελείται από 2 m θέσεις μνήμης, κάθε μία από τις οποίες διαθέτει n bit. Για να επιλεγεί μία από αυτές τις θέσεις τίθεται η κατάλληλη τιμή στις γραμμές Α0-Α(m-1), ενώ η τιμή που θα γραφεί ή θα διαβαστεί μεταβιβάζεται μέσω του διαύλου δεδομένων (D0-D(n-1)). Η γραμμή ελέγχου R/W~ καθορίζει αν πρόκειται για εγγραφή (με 0) ή ανάγνωση (με 1), ενώ για να πραγματοποιηθεί μια τέτοια λειτουργία θα πρέπει ο ακροδέκτης Chip Enable (CE~) να είναι ενεργός. Κάποιες μνήμες διαθέτουν και σήμα Output Enable (OE~) για τον έλεγχο του πότε ακριβώς θα οδηγήσει η μνήμη τον δίαυλο δεδομένων με την τιμή που έχει αποθηκευμένη. D0 A0 D1 A1.... D(n-1).. A(m-1) R/W~ CE~ OE~ Σχήμα 1-5. Ακροδέκτες μιας μνήμης SRAM

20 24 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Παρότι οι χρονισμοί των παραπάνω σημάτων διαφέρουν από μνήμη σε μνήμη (θα συναντήσουμε κάποιους τέτοιους χρονισμούς και τρόπους διασύνδεσης σε επόμενα κεφάλαια) μπορούμε γενικά να επισημάνουμε ότι οι γραμμές D0-D(n-1) συνδέονται στις αντίστοιχες γραμμές του διαύλου δεδομένων της ΚΜΕ ενώ οι γραμμές Α0-Α(m-1) στις αντίστοιχες λιγότερο σημαντικές γραμμές του διαύλου διευθύνσεων της ΚΜΕ. Οι υπόλοιπες γραμμές του διαύλου διευθύνσεων συμμετέχουν σε ένα κύκλωμα αποκωδικοποίησης που οδηγεί τον ακροδέκτη επιλογής CE~. Κατά συνέπεια οι γραμμές Α0- Α(m-1) και CE~ αλλάζουν ταυτόχρονα τιμή. Αν ο χρησιμοποιούμενος επεξεργαστής διαθέτει γραμμή R/W~, αυτή συνδέεται στην αντίστοιχη γραμμή της μνήμης. Αν διαθέτει ξεχωριστές γραμμές για ανάγνωση (RD~) και εγγραφή (WR~) τότε η WR~ μπορεί να συνδεθεί στην R/W~ της μνήμης και η RD~ στην OE~ της μνήμης (αν υπάρχει). Το κλείδωμα των τιμών που εγγράφονται γίνεται είτε στην ανοδική είτε στην καθοδική ακμή του σήματος R/W~ (συνήθως γίνεται στην ανοδική). Αντίστοιχα, η ανάγνωση μιας τιμής από τον επεξεργαστή μπορεί να γίνει σε κάποια ακμή σήματος όπως το OE~. Οι πρώτες μνήμες RAM ήταν στατικές. Για την αποθήκευση ενός δυαδικού ψηφίου σε αυτές τις μνήμες απαιτείται ένα δισταθές (flip-flop). Η ταχύτητα αυτών των μνημών είναι υψηλή αλλά η πυκνότητα που μπορεί να επιτευχθεί είναι μικρή εξαιτίας του μεγάλου πλήθους τρανζίστορ που απαιτούνται για την αποθήκευση κάθε δυαδικού ψηφίου. Με αυτή την τεχνολογία υλοποιούνται οι σημερινές κρυφές μνήμες (cache memory) που είναι ενσωματωμένες στο ίδιο ολοκληρωμένο κύκλωμα με τον επεξεργαστή και χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση μικρών περιοχών μνήμης οι οποίες προσπελάζονται κάθε δεδομένη στιγμή από τον επεξεργαστή. Μια εξελιγμένη παραλλαγή (υψηλότερου κόστους) μνήμης RAM είναι η μνήμη RAM δύο καναλιών (dual port RAM) που έχει διπλά όλα τα σήματα που περιγράφηκαν. Η RAM δύο καναλιών επιτρέπει ταυτόχρονα την εγγραφή σε μία θέση μνήμης από τη μία ομάδα σημάτων και την ανάγνωση από μια άλλη θέση με τη βοήθεια της δεύτερης ομάδας σημάτων. Η RAM δύο καναλιών χρησιμοποιείται ευρέως σήμερα στην υλοποίηση κρυφής μνήμης στους σύγχρονους επεξεργαστές. Παράδειγμα 1.2 Στο Σχήμα 1-6 παρουσιάζεται η σύνδεση δύο ολοκληρωμένων κυκλωμάτων στατικής μνήμης των 32 ΚΒ η κάθε μία. Η SRAM1 ενεργοποιείται όταν το Α15 είναι 0 ενώ η SRAM2 όταν το Α15 είναι 1, εφόσον το σήμα αυτό είναι συνδεδεμένο με τα CE~ των SRAM1/SRAM2 (με ή χωρίς αντιστροφή). Με άλλα λόγια, η πρώτη μνήμη καταλαμβάνει τις διευθύνσεις 0-7FFFh, ενώ η δεύτερη τις διευθύνσεις 8000h-FFFFh. Στην περίπτωση αυτή το σήμα Α15 καθορίζει κατ αποκλειστικότητα ποιο από τα δύο ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης έχει επιλεγεί. Αν υπήρχαν περισσότερα από δύο τέτοια ολοκληρωμένα κυκλώματα (με μικρότερο μέγεθος φυσικά) τότε λιγότερες γραμμές του διαύλου

21 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων 25 ΚΜΕ A15 D0-D7 Δίαυλος δεδομένων A0-A14 WR~ CE~ D0-D7 A0-A14 R/W~ CE~ D0-D7 A0-A14 R/W~ SRAM1 SRAM2 Σχήμα 1-6. Σύνδεση στατικής μνήμης σε ΚΜΕ διευθύνσεων θα συνδέονταν απευθείας με αντίστοιχες γραμμές μνήμης και οι υπόλοιπες γραμμές του διαύλου διευθύνσεων θα συμμετείχαν στην αποκωδικοποίηση κάθε ολοκληρωμένου κυκλώματος μνήμης σε διαφορετικές περιοχές διευθύνσεων. Υπάρχει ακόμα περίπτωση να μην αντιστοιχίζονται όλες οι διευθύνσεις σε πραγματική μνήμη ή να αντιστοιχίζονται περισσότερες από μία περιοχές διευθύνσεων στην ίδια πραγματική μνήμη. Παράδειγμα 1.3 Στο Σχήμα 1-7 παρουσιάζεται η σύνδεση δύο ολοκληρωμένων κυκλωμάτων στατικής μνήμης των 2 ΚΒ η κάθε μία. Αυτό σημαίνει ότι μένουν αχρησιμοποίητα 60 ΚΒ μνήμης στο σύστημα αυτό. Εντούτοις, για οικονομία στο κύκλωμα της αποκωδικοποίησης ΚΜΕ A15 D0-D7 Δίαυλος δεδομένων A0-A10 WR~ CE~ D0-D7 CE~ D0-D7 A0-A10 A0-A10 R/W~ R/W~ SRAM1 9 SRAM2 Σχήμα 1-7. Σύνδεση μνημών που δεν καλύπτουν όλες τις διαθέσιμες διευθύνσεις

22 26 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ χρησιμοποιείται μόνο το σήμα Α15 για την επιλογή ενός από τα δύο ολοκληρωμένα κυκλώματα. Οι διευθύνσεις των οποίων τα 5 πιο σημαντικά bit έχουν τιμή 0xxxx (όπου x μπορεί να είναι είτε 1 είτε 0) επιλέγουν την SRAM1, ενώ οι διευθύνσεις των οποίων τα πιο σημαντικά bits είναι 1xxxx επιλέγουν την SRAM2. Αυτό όμως σημαίνει ότι πολλές διευθύνσεις αναφέρονται την ίδια πραγματική θέση μνήμης, όπως για παράδειγμα οι b και b αφού και οι δύο ξεκινούν με 0 και τα 11 λιγότερο σημαντικά τους ψηφία είναι ταυτόσημα ( b). Και οι δύο αυτές διευθύνσεις επιλέγουν τη θέση με αύξοντα αριθμό 5F0h της SRAM Η μνήμη μόνο για ανάγνωση (ROM) Η δομή των ακροδεκτών μιας μνήμης ROM (Read-Only Memory) είναι παρόμοια με το Σχήμα 1-5 με τη διαφορά ότι δεν υπάρχει σήμα R/W~ αφού αυτή δεν επιτρέπει εγγραφή. Σε μια απλή μνήμη ROM οι τιμές που είναι αποθηκευμένες έχουν εγγραφεί κατά την κατασκευή της μνήμης στο εργοστάσιο. Για τη δημιουργία πρωτότυπων συστημάτων σε ένα εργαστήριο χρησιμοποιούνται οι μνήμες PROM, EPROM, EEPROM και Flash: Η προγραμματίσιμη ROM (Programmable ROM ή PROM) μπορεί να προγραμματιστεί μία φορά. Η διαγράψιμη PROM (EPROM) μπορεί να σβηστεί αν το ολοκληρωμένο κύκλωμα εκτεθεί σε υπεριώδη ακτινοβολία για κάποια λεπτά (αυτό επιτυγχάνεται επειδή το ολοκληρωμένο διαθέτει ένα μικρό παράθυρο μέσω του οποίου ο πυρήνας είναι ορατός στο φως. Η μνήμη αυτή έχει πλέον αντικατασταθεί από τη μνήμη Flash. Η ηλεκτρικά διαγράψιμη PROM (EEPROM) μπορεί να σβηστεί με ηλεκτρικό τρόπο χωρίς έκθεση σε ακτινοβολία. Χρησιμοποιείται για την αποθήκευση τιμών διαμόρφωσης (configuration) σε μικροελεγκτές. Μπορεί να επανεγγραφεί είτε εσωτερικά με εκτέλεση κατάλληλων εντολών είτε από εξωτερικό κύκλωμα. Η μνήμη Flash είναι μια χαμηλότερου κόστους παραλλαγή της EEPROM και είναι το κύριο μέσο αποθήκευσης των προγραμμάτων στους μικροελεγκτές σήμερα μια και επιτρέπει την εύκολη επανεγγραφή της από κάποιο εξωτερικό κύκλωμα Η δυναμική μνήμη RAM (DRAM) και οι σύγχρονες δυναμικές RAM (SDRAM) Οι δυναμικές μνήμες τη δεκαετία του '70 επέτρεψαν την υλοποίηση μεγαλύτερων μεγεθών από τις στατικές αφού χρησιμοποιούν έναν μικρό πυκνωτή για την αποθήκευση ενός bit. Επειδή ο πυκνωτής εκφορτίζεται λόγω διαρροών είναι απαραίτητο να

23 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων 27 ανανεώνεται (refresh) περιοδικά η τιμή των διαφόρων πυκνωτών. Για την επιλογή της λειτουργίας αυτής οι δυναμικές μνήμες διαθέτουν έναν ακόμα ακροδέκτη (RFSH). Η χρονική στιγμή της ανανέωσης επιλέγεται από τον μικροεπεξεργαστή. Κάποιοι επεξεργαστές όπως ο Ζ80 ενσωμάτωσαν μεθόδους για την αυτόματη ανανέωση των περιεχομένων της δυναμικής μνήμης ενώ παράλληλα εκτελείται κανονικά ο κώδικας χωρίς καθυστέρηση. Άλλες δυναμικές μνήμες ενσωμάτωσαν στο δικό τους ολοκληρωμένο κύκλωμα το κύκλωμα της ανανέωσης ώστε να μην απαιτείται εξωτερική παρέμβαση για τη διαδικασία αυτή. Τέτοιες μνήμες έχουν παρόμοιους ακροδέκτες με τις στατικές και ονομάζονται ψευδοστατικές. Στα εξελιγμένα υπολογιστικά συστήματα, όπως είναι οι προσωπικοί υπολογιστές, χρησιμοποιούνται οι μνήμες DDR και DDR2 λόγω της υψηλής ταχύτητας προσπέλασης και της μεγάλης πυκνότητάς τους. Οι μνήμες DDR2 αποτελούν εξέλιξη των DDR (Double Data Rate), οι οποίες είναι γρήγορες Σύγχρονες Δυναμικές RAM (SDRAM). Οι σημερινές ευφυείς μνήμες βασίζονται σε «συναλλαγές» (transactions). Οι συναλλαγές αρχικοποιούνται από μία αίτηση μεταφοράς που στέλνει ο επεξεργαστής στον ελεγκτή μνήμης. Ο ελεγκτής μνήμης δέχεται τέτοιες αιτήσεις όχι μόνο από τον ε- πεξεργαστή αλλά και από άλλα περιφερειακά (π.χ., για άμεση προσπέλαση μνήμης). Οι αιτήσεις ιεραρχούνται και δρομολογούνται στις μονάδες μνήμης με διαδικασίες που επιτρέπουν τη μαζική μεταφορά δεδομένων. Τα στάδια μιας μαζικής μεταφοράς περιλαμβάνουν κύκλους καθορισμού διεύθυνσης όπου αποστέλλεται στη μνήμη η αρχική διεύθυνση του μπλοκ που θα προσπελαστεί και από κύκλους μεταφοράς δεδομένων όπου μεταφέρονται δεδομένα από ή προς διαδοχικές διευθύνσεις. Αν παραλειφθεί η πλήρης δήλωση των επόμενων διευθύνσεων ελαχιστοποιείται η καθυστέρηση της μεταφοράς. Άλλοι παράγοντες που επιταχύνουν τις μεταφορές στις μνήμες αυτές είναι η χρήση ρολογιού μεγάλης συχνότητας (στις σύγχρονες μνήμες, synchronous memory) και η εκτέλεση διαφόρων φάσεων της μεταφοράς σε ανοδικές και καθοδικές ακμές σημάτων ενεργοποίησης (strobes) και παλμών ρολογιού. Οι περισσότερες δυναμικές μνήμες που χρησιμοποιούνται σήμερα δεν έχουν την κλασσική δομή μιας σειράς προσπελάσιμων θέσεων όπου τα χαμηλότερα ψηφία του διαύλου διευθύνσεων επιλέγουν τη θέση και τα υψηλότερα οδηγούν το σήμα Chip Enable της μνήμης. Αντίθετα, η προσπέλαση γίνεται με τον ορισμό όχι ενιαίας διεύθυνσης αλλά γραμμής, στήλης και υπομονάδας (row, column, bank). Στο Σχήμα 1-8 φαίνεται μια τέτοια δομή. Όσον αφορά τους ακροδέκτες της μνήμης, υπάρχουν ξεχωριστοί ακροδέκτες για την επιλογή της υπομονάδας ενώ στις γραμμές διευθύνσεων μεταφέρεται ο αριθμός γραμμής ή στήλης (το πλήθος των ακροδεκτών του διαύλου διευθύνσεων δεν θα επαρκούσε εξάλλου για να στέλνονται ταυτόχρονα ο αριθμός στήλης και ο αριθμός γραμμής). Το αν η τιμή του διαύλου διευθύνσεων δηλώνει γραμμή ή στήλη ορίζεται

24 28 ΜΙΚΡΟΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ ΚΑΙ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Υπομονάδα 3 Υπομονάδα 2 Υπομονάδα 1 Υπομονάδα 0 Στήλη Γραμμή κελί μνήμης Σχήμα 1-8. Δομή μνήμης με υπομονάδες, γραμμές, κελιά από δύο ξεχωριστούς ακροδέκτες που συνήθως έχουν τα ονόματα RAS (Row Address Select) και CAS (Column Address Select), αντίστοιχα. Το σημείο όπου τέμνονται η γραμμή και η στήλη ορίζει ένα κελί μνήμης (memory cell) μέσα στην υπομονάδα που μπορεί να είναι από 1 bit μέχρι 4, 8, 16, ή και 32 bit. Συνήθως προηγείται η φάση ενεργοποίησης υπομονάδας και γραμμής, η οποία ακολουθείται από επιλογή στήλης για την προσπέλαση συγκεκριμένου κελιού. Μαζική μεταφορά πραγματοποιείται αν το στάδιο επιλογής στήλης επαναληφθεί για κάποιο αριθμό γειτονικών στηλών, οπότε η φάση της ενεργοποίησης υπομονάδας και γραμμής δεν χρειάζεται να επαναληφθεί αφού αυτές δεν αλλάζουν. Με την ενεργοποίηση μόνο μίας γραμμής σε μία υπομονάδα οι υπόλοιπες γραμμές και υπομονάδες παραμένουν σε κατάσταση χαμηλής κατανάλωσης. Περισσότερες λεπτομέρειες για τη δομή και τη χρήση συγκεκριμένων μοντέλων μνήμης DDR2 παρουσιάζονται στο Παράρτημα Α Αρχιτεκτονική χώρου διευθύνσεων Η μνήμη ενός μικροϋπολογιστικού συστήματος φιλοξενεί τα προγράμματα και τα δεδομένα. Ο χώρος λογικών διευθύνσεων που καταλαμβάνουν οι μνήμες (στατικές και δυναμικές) είναι γραμμικός. Στην περίπτωση των στατικών μνημών και οι ίδιες οι φυσικές διευθύνσεις είναι γραμμικές αφού μέσω των γραμμών διευθύνσεων επιλέγεται μια διεύθυνση μεταξύ 0 και 2 m -1 (όπου m είναι το πλήθος των γραμμών διευθύν-

25 1 Γενική περιγραφή ΚΜΕ, μνήμης, και βασικών περιφερειακών κυκλωμάτων 29 σεων της μνήμης). Όπως είδαμε στην Ενότητα 1.4.3, οι φυσικές διευθύνσεις των σύγχρονων δυναμικών μνημών δεν είναι γραμμικές αφού αποτελούνται από ένα σύνολο τριών τιμών (υπομονάδα, γραμμή, στήλη). Όμως και τα τρία αυτά στοιχεία μπορούν να συνδυαστούν σε μία τιμή (καταλαμβάνοντας διαφορετικά πεδία στη δυαδική αναπαράσταση της τιμής) και να προκύψουν γραμμικές λογικές διευθύνσεις ανεξάρτητα από τον φυσικό χώρο αποθήκευσης. Η αρχιτεκτονική των γραμμικών διευθύνσεων δεν είναι κοινή σε όλους τους υπολογιστές. Μια μεγάλη διάκριση έχει να κάνει με το αν τα κυκλώματα μνήμης καταλαμβάνουν διευθύνσεις από ένα ενιαίο εύρος διευθύνσεων ή από ανεξάρτητους χώρους (οι οποίοι κατά συνέπεια θα πρέπει να προσπελάζονται και από διαφορετικούς διαύλους). Υπάρχουν δύο μοντέλα αρχιτεκτονικής διευθύνσεων μνήμης που περιγράφουν τις δύο αυτές περιπτώσεις: η αρχιτεκτονική Von Neumann και η αρχιτεκτονική Harvard. Στις αρχιτεκτονικές Von Neumann η μνήμη έχει έναν ενιαίο χώρο φυσικών διευθύνσεων. Για παράδειγμα, ένας μικροεπεξεργαστής με δίαυλο διευθύνσεων 16 bit μπορεί να «δει» μέχρι θέσεις μνήμης με ίδιο μήκος λέξης. Κάποια τμήματα αυτού του χώρου διευθύνσεων μπορούν να χρησιμοποιηθούν από μνήμη RAM, ROM ή και περιφερειακά. Η αρχιτεκτονική Harvard, που είναι πολύ δημοφιλής στους μικροελεγκτές, διαφέρει στο ότι ο χώρος διευθύνσεων προγράμματος είναι τελείως ανεξάρτητος από εκείνον των δεδομένων. Το μήκος των λέξεων στον χώρο προγράμματος μπορεί να είναι διαφορετικό από το μήκος των λέξεων στον χώρο δεδομένων. Οι εντολές (εκτός από τα άλματα) στα προγράμματα μπορούν να έχουν ως ορίσματα διευθύνσεις του χώρου των δεδομένων. Παραδείγματα των δύο αρχιτεκτονικών παρουσιάζονται στο Σχήμα 1-9. Μνήμη αρχιτεκτονικής Von Neumann Μνήμη αρχιτεκτονικής Harvard 0000h-3FFFh EPROM 4000h-DFFFh RAM Μνήμη flash 2 K των 13 bit για την αποθήκευση προγραμμάτων E000h-EFFFh Περιφερειακά 256 θέσεις δεδομένων των 8 bit F000h-FFFFh BOOT ROM Σχήμα 1-9. Παράδειγμα αρχιτεκτονικών Von Neumann και Harvard

26

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

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

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

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

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

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

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 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

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

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

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) (κύρια και ) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό υπολογιστικό

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 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

- 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

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

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

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

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

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

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

Β τάξη. ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Κεφάλαιο 2: Το εσωτερικό του Υπολογιστή. Εικόνα 2.1: Η Κεντρική Μονάδα.

Β τάξη. ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Κεφάλαιο 2: Το εσωτερικό του Υπολογιστή. Εικόνα 2.1: Η Κεντρική Μονάδα. Εικόνα 2.1: Η Κεντρική Μονάδα. Εικόνα 2.1: Η Κεντρική Μονάδα και τα κυριότερα μέρη στο εσωτερικό της. Μητρική πλακέτα (motherboard) Επεξεργαστής ή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας ή Κ.Μ.Ε. (Central Processing

Διαβάστε περισσότερα

ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ. ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΝΩ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΝΧΤ ΚΑΙ ΤΑ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ BLUETOOTH, I2C και serial communication

ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ. ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΝΩ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΝΧΤ ΚΑΙ ΤΑ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ BLUETOOTH, I2C και serial communication ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΝΩ ΣΤΗΝ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΝΧΤ ΚΑΙ ΤΑ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ BLUETOOTH, I2C και serial communication ΜΠΑΝΤΗΣ ΑΝΤΩΝΙΟΣ 533 ΤΣΙΚΤΣΙΡΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ 551 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤ LEGO NXT Το ρομπότ

Διαβάστε περισσότερα

.Λιούπης. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά - Ηµιαγωγικές Μνήµες 1

.Λιούπης. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά - Ηµιαγωγικές Μνήµες 1 Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Ηµιαγωγικές µνήµες.λιούπης Ψηφιακά Ηλεκτρονικά - Ηµιαγωγικές Μνήµες 1 Τυπική εσωτερική οργάνωση µνήµης γραµµές λέξης wordlines () κύκλωµα προφόρτισης (pre-charge circuit) γραµµές ψηφίου

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 5 : Η Εσωτερική Μνήμη Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

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

ΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ

ΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι υπολογιστές αποτελούνται από πολλά ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Κάθε εξάρτημα έχει ειδικό ρόλο στη λειτουργία του υπολογιστή. Όλα όμως έχουν σχεδιαστεί, για να συνεργάζονται,

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

Ενότητα Β1 κεφ.2 ο «Σο Εσωτερικό του Τπολογιστή»

Ενότητα Β1 κεφ.2 ο «Σο Εσωτερικό του Τπολογιστή» 1 2 1) ΚΟΤΣΙ ΤΠΟΛΟΓΙΣΗ (computer case): το κύριο κουτί που περικλείει τις βασικές συσκευές του υπολογιστή (επεξεργαστή, αποθήκες, RAM). 2) ΜΗΣΡΙΚΗ (motherboard): η πιο μεγάλη κάρτα πάνω στην οποία βρίσκεται

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

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

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

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Δυτικής Μακεδονίας Σιώζιος Κων/νος Πληροφορική Ι

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Δυτικής Μακεδονίας Σιώζιος Κων/νος Πληροφορική Ι Βασικά δομικά στοιχεία ενός Η/Υ Σιώζιος Κων/νος Πληροφορική Ι 1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Γνώσεις αλληλεπίδρασης υλικού λογισμικού Ο ρόλος των οδηγών συσκευών Τα μέρη της κύριας μονάδας και των περιφερειακών

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

Αρχιτεκτονική-ΙI Ενότητα 4 :

Αρχιτεκτονική-ΙI Ενότητα 4 : ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Αρχιτεκτονική-ΙI Ενότητα 4 : Μνήμες Ιωάννης Έλληνας Τμήμα Η/ΥΣ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑLOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC)

ΑΝΑLOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC) ΑΝΑLOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC) O ADC αναλαμβάνει να μετατρέψει αναλογικές τάσεις σε ψηφιακές ώστε να είναι διαθέσιμες εσωτερικά στο μικροελεγκτή για επεξεργασία. Η αναλογική τάση που θέλουμε να ψηφιοποιηθεί

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

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

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

Μελλοντικές Κατευθύνσεις

Μελλοντικές Κατευθύνσεις Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Μελλοντικές Κατευθύνσεις.Λιούπης Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Μελλοντικές Κατευθύνσεις 1 Ψηφιακά Ηλεκτρονικά Μελλοντικές Κατευθύνσεις 2 Σύγχρονα Τρανζίστορ Αύξηση της απόδοσης Μίγµα silicon

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

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ kv@hua.gr Στόχος Μαθήματος Εισαγωγή σε Βασικούς Όρους Πληροφορικής και Τηλεματικής. Εφαρμογές Τηλεματικής. Αναφορά στις κοινωνικές επιπτώσεις των Υπολογιστών.

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

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

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

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

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

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

ΜΑΘΗΜΑ 1- MULTIPLE CHOICE

ΜΑΘΗΜΑ 1- MULTIPLE CHOICE ΜΑΘΗΜΑ 1- MULTIPLE CHOICE 1. Ποιος τύπος Η/Υ χρησιμοποιείται για την λειτουργία συστημάτων και βάσεων δεδομένων μεγάλων εταιρειών; a) Επιτραπέζιος Η/Υ b) Προσωπικός Ψηφιακός Βοηθός c) Μεγάλο σύστημα d)

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ Α : ΘΕΜΑΤΑ ΒΑΣΗΣ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ...11 2. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ...30

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ Α : ΘΕΜΑΤΑ ΒΑΣΗΣ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ...11 2. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ...30 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΜΕΡΟΣ Α : ΘΕΜΑΤΑ ΒΑΣΗΣ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ...11 1.1 Τι είναι Πληροφορική;...11 1.1.1 Τι είναι η Πληροφορική;...12 1.1.2 Τι είναι ο Υπολογιστής;...14 1.1.3 Τι είναι το Υλικό και το

Διαβάστε περισσότερα

Ψηφιακά Κυκλώματα (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Ψηφιακά Κυκλώματα (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Ψηφιακά Κυκλώματα (2 ο μέρος) ΜΥΥ-6 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική Ακολουθιακά κυκλώματα είσοδοι.. ακολουθιακή λογική.. έξοδοι. ανάδραση Η λειτουργία μνήμης στηρίζεται στη ανάδραση (feedback):

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

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 12 : Δομή και Λειτουργία της CPU 2/2 Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

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

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές και Επεξεργασία Πληροφοριών

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές και Επεξεργασία Πληροφοριών Ενότητα 6 Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές και Επεξεργασία Πληροφοριών Πληροφοριακά Συστήματα Διοίκησης Ι Διδάσκων: Νίκος Καρακαπιλίδης 6-1 Στόχοι και αντικείμενο ενότητας Βασικές λειτουργίες ενός υπολογιστικού

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα Μικροϋπολογιστών

Συστήματα Μικροϋπολογιστών Συστήματα Μικροϋπολογιστών Συστήματα Μνημών Υπεύθυνος Μαθήματος: K. ΠΕΚΜΕΣΤΖΗ Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες,

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις Επανάληψης

Ερωτήσεις Επανάληψης Ερωτήσεις Επανάληψης 1. Μητρική Πλακέτα : a. Μια µητρική πλακέτα είναι; Μια µητρική πλακέτα είναι η κύρια πλακέτα τυπωµένου κυκλώµατος που βρίσκετε σε υπολογιστές και άλλα επεκτάσιµα συστήµατα. Κατέχει

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

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

ΘΕΜΑ : ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ DIGITAL ELECTRONICS

ΘΕΜΑ : ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ DIGITAL ELECTRONICS ΘΕΜΑ : ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ DIGITAL ELECTRONICS ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδους 16/11/2011 10:31 (31) καθ. Τεχνολογίας ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΜΕΓΕΘΩΝ ΑΝΑΛΟΓΙΚΟ (ANALOGUE) ΨΗΦΙΑΚΟ (DIGITAL) 16/11/2011 10:38 (38) ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ

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

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

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

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

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

MULTIPLE CHOICE REVISION: ΜΑΘΗΜΑ 1-2

MULTIPLE CHOICE REVISION: ΜΑΘΗΜΑ 1-2 MULTIPLE CHOICE REVISION: ΜΑΘΗΜΑ 1-2 1. Ποιος τύπος Η/Υ χρησιμοποιείται για την λειτουργία συστημάτων και βάσεων δεδομένων μεγάλων εταιρειών; a) Επιτραπέζιος Η/Υ b) Προσωπικός Ψηφιακός Βοηθός c) Μεγάλο

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

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

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

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 1 : Οργάνωση και Αρχιτεκτονική υπολογιστών Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Τμήμα Μηχανικών

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

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 6ο μάθημα: Αρχιτεκτονική πυρήνα: υλοποίηση με διοχέτευση Αρης Ευθυμίου Απόδοση απλής υλοποίησης Υλοποίηση ενός κύκλου είναι πολύ αργή κάθε κύκλος είναι τόσο μεγάλος όσο χρειάζεται

Διαβάστε περισσότερα

"Σχεδίαση και Υλοποίηση Μονάδας Επεξεργασίας για Αριθμούς 8-bit με την Γλώσσα VHDL και το Λογισμικό Quartus II" ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Σχεδίαση και Υλοποίηση Μονάδας Επεξεργασίας για Αριθμούς 8-bit με την Γλώσσα VHDL και το Λογισμικό Quartus II ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ "Σχεδίαση και Υλοποίηση Μονάδας Επεξεργασίας για Αριθμούς 8-bit με την Γλώσσα VHDL και το Λογισμικό

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ

Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική Η/Υ Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2014-15 Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική (θεμελιώδεις αρχές λειτουργίας των υπολογιστών) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 3 Το υλικό του

Κεφάλαιο 3 Το υλικό του Κεφάλαιο 3 Το υλικό του ΗΥ 1 3.1 Η αρχιτεκτονική του ΗΥ Υλικό : οτιδήποτε έχει μια υλική - φυσική υπόσταση σε ένα υπολογιστικό σύστημα Αρχιτεκτονική του ΗΥ: η μελέτη της συμπεριφοράς και της δομής του

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

Κεφάλαιο 3 Το υλικό του ΗΥ. Εφαρμογές Πληροφορικής Κεφ.3 Καραμαούνας Πολύκαρπος

Κεφάλαιο 3 Το υλικό του ΗΥ. Εφαρμογές Πληροφορικής Κεφ.3 Καραμαούνας Πολύκαρπος Κεφάλαιο 3 Το υλικό του ΗΥ 1 3.1 Η αρχιτεκτονική του ΗΥ Υλικό : οτιδήποτε έχει μια υλική - φυσική υπόσταση σε ένα υπολογιστικό σύστημα Αρχιτεκτονική του ΗΥ: η μελέτη της συμπεριφοράς και της δομής του

Διαβάστε περισσότερα

2. Αλγόριθμοι, δομές δεδομένων και πολυπλοκότητα

2. Αλγόριθμοι, δομές δεδομένων και πολυπλοκότητα 1. Εισαγωγή 1.1 O Υπολογιστής ως εργαλείο μηχανικού 1.2 Η Επιστήμη των υπολογιστών 1.3 Ιστορικό Σημείωμα 1.4 Ο υπολογιστής μηχανή επεξεργασίας ψηφιακής πληροφορίας 1.5 Ψηφιοποίηση πληροφορίας 1.5.1 ψηφιοποίηση

Διαβάστε περισσότερα

«ΠΡΟΜΗΘΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΩΝ ΣΥΣΚΕΥΩΝ» ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΙΩΑΝΝΙΤΩΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ

«ΠΡΟΜΗΘΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΩΝ ΣΥΣΚΕΥΩΝ» ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΙΩΑΝΝΙΤΩΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ «ΠΡΟΜΗΘΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΙΑΚΩΝ ΣΥΣΚΕΥΩΝ» ΤΟΥ ΔΗΜΟΥ ΙΩΑΝΝΙΤΩΝ ΤΕΧΝΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ : 49999,50 ΕΥΡΩ ΜΕ Φ.Π.Α. Κ.Α. : 70.01.7134.001 ΕΤΟΣ : 2015 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΑΠΟΚΕΝΤΡΩΜΕΝΗ

Διαβάστε περισσότερα