Разработка микропроцессорного устройства (стр. 1 из 5)

Введение

В современном мире роль информатики, средств обработки, передачи, накопления информации неизмеримо возросла. Средства информатики и вычислительной техники сейчас во многом определяют научно-технический потенциал страны, уровень развития ее народного хозяйства, образ жизни и деятельности человека. Для целенаправленного использования информации ее необходимо собирать, преобразовывать, передавать, накапливать и систематизировать. Все эти процессы, связанные с определенными операциями над информацией, называются информационными процессами. Получение и преобразование информации является необходимым условием жизнедеятельности любого организма. Даже простейшие одноклеточные организмы постоянно воспринимают и используют информацию, например, о температуре и химическом составе среды для выбора наиболее благоприятных условий существования. Живые существа способны не только воспринимать информацию из окружающей среды с помощью органов чувств, но и обмениваться ею между собой. Человек также воспринимает информацию с помощью органов чувств, а для обмена информацией между людьми используются языки. За время развития человеческого общества таких языков возникло очень много. Прежде всего, это родные языки (русский, татарский, английский и др.), на которых говорят многочисленные народы мира. Роль языка для человечества исключительно велика. Без него, без обмена информацией между людьми было бы невозможным возникновение и развитие общества. Информационные процессы характерны не только для живой природы, человека, общества. Человечеством созданы технические устройства - автоматы, работа которых также связана с процессами получения, передачи и хранения информации. Деятельность человека, связанную с процессами получения, преобразования, накопления и передачи информации, называют информационной деятельностью.

Новой эрой в развитии обмена информацией стало изобретение книгопечатания. Благодаря печатному станку, знания, информация стали широко тиражируемыми, доступными многим людям. Это послужило мощным стимулом для увеличения грамотности населения, развития образования, науки, производства. В результате научно-технического прогресса человечество создавало все новые средства и способы сбора, хранения, передачи информации. Но важнейшее в информационных процессах - обработка, целенаправленное преобразование информации осуществлялось до недавнего времени исключительно человеком. Вместе с тем постоянное совершенствование техники, производства привело к резкому возрастанию объема информации, с которой приходится оперировать человеку в процессе его профессиональной деятельности. В настоящее время компьютеры используются для обработки не только числовой, но и других видов информации. Благодаря этому информатика и вычислительная техника прочно вошли в жизнь современного человека, широко применяются в производстве, проектно-конструкторских работах, бизнесе и многих других отраслях. Компьютер находится на рабочем столе специалиста любой профессии. Он позволяет связаться по специальной компьютерной почте с любой точкой земного шара, подсоединиться к фондам крупных библиотек, не выходя из дома, использовать мощные информационные системы - энциклопедии, изучать новые науки и приобретать различные навыки с помощью обучающих программ и тренажеров. Модельеру он помогает разрабатывать выкройки, издателю компоновать текст и иллюстрации, художнику - создавать новые картины, а композитору - музыку. Дорогостоящий эксперимент может быть полностью просчитан и имитирован на компьютере. Разработка способов и методов представления информации, технологии решения задач с использованием компьютеров, стала важным аспектом деятельности людей многих профессий.

1 Формализация задачи

Даны два массива чисел числа восьмиразрядные со знаком. Количество чисел в массивах одинаковое и равно N. Найти сумму положительных чётных в первом массиве и положительных нечётных чисел во втором массиве. Сравнить суммы между собой.

Разработать микропроцессорное устройство, выполняющее операции вычисления целых чисел, используя:

- Принцип схемной логики;

- Принцип программируемой логики.

В процессорное устройство необходимо включить логические элементы для формирования адресов ячеек памяти.

Адрес	Данные массива «А» от -127 до +127
Адрес	№ элемента	Дес. число	Дв. число	Шестн. число	Прямой код	Обратный код	Дополнительный код
0001	0	48	00110000	30	00110000
0002	1	117	01110101	75	01110101
0003	2	-80	01010000	50	01010000	10101111	10110000
0004	3	-60	00111100	3С	00111100	11000011	11000100
0005	4	120	01111000	78	01111000
0006	5	104	01101000	68	01101000
0007	6	-34	00100010	22	00100010	11011101	11011110
0008	7	83	01010011	53	01010011
N

2 Два подхода к построению процессорного устройства

Существует два принципиально разных подхода к проектированию микропроцессорного устройства: использование принципа схемной логики и использование принципа программируемой логики.

В первом случае в процессе проектирования подбирается некоторый набор цифровых микросхем (обычно малой и средней степени интеграции) и определяется такая схема соединения их вводов, которая обеспечивает требуемое функционирование (т. е. функционирование микропроцессора определяется тем, какие выбраны микросхемы и по какой схеме выполнено соединение их выводов). Устройства, основанные на таком принципе схемной логики, способны обеспечивать наивысшее быстродействие при заданном типе технологии элементов. Недостаток этого принципа построения процессора состоит в трудности использования БИС (больших интегральных схем) и СБИС (сверхбольших интегральных схем). Это связано с тем, что при использовании схемного принципа каждый разрабатываемый процессор окажется индивидуальным по схемному построению и потребует изготовления индивидуального типа БИС. Тогда выпускаемые промышленностью БИС окажутся узкоспециализированными, число выпускаемых типов БИС будет большим, а потребность в каждом типе БИС окажется низкой. Выпуск многих типов БИС малыми сериями по каждому типу для промышленности окажется экономически невыгодным.

Адрес	Данные массива «B» от -127 до +127
Адрес	№ элемента	Дес. число	Дв. число	Шестн. число	Прямой код	Обратный код	Дополнительный код
0001	0	36	00100100	24	00100100
0002	1	-8	00001000	8	00001000	11110111	11111000
0003	2	97	01100001	61	01100001
0004	3	-94	01011110	5Е	01011110	10100001	10100010
0005	4	-105	01101001	69	01101001	10010110	10010111
0006	5	68	01000100	44	01000100
0007	6	-32	00100000	20	00100000	11011111	11100000
0008	7	-25	00011001	19	00011001	11100110	11100111
N