РАЗДЕЛ 1. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
Nbsp; МДК 02.01 Микропроцессорные системы КУРС ЛЕКЦИЙ для специальности СПОбазовой подготовки 09.02.01Компьютерные системы и комплексы РАЗРАБОТЧИК: Кякшта М.А., преподаватель ОГАПОУ «УАвиаК-МЦК» СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………...4
Раздел 1. Изучение микропроцессорных систем
Тема 1.1 Базовая функциональная схема микропроцессорной системы
1.1.1. Структура МПС………………………………………………………………..7
1.1.2. Режимы работы микропроцессора…………………………………………..11
1.1.3. Регистры микропроцессора…………………………………………………17
1.1.4. Состояние производства и использование МПС……………………………20
Тема 1.2 Программное обеспечение МПС
1.2.1. Система команд………………………………………………………………22
1.2.2. Способы адресации данных…………………………………………………25
1.2.3. Применение ветвлений, циклов……………………………………………27
1.2.4. Использование стека…………………………………………………………29
Тема 1.3 Микроконтроллеры и микроконтроллерные системы
1.3.1. Структура типовой системы управления…………………………………31
1.3.2. Таймер………………………………………………………………………35
1.3.3. Контроллер прерываний…………………………………………………...38
1.3.4. Контроллер ПДП……………………………………………………………40
Тема 1.4 Тестирование и отладка МПС
1.4.1. Методы тестирования МПС………………………………………………….46
|
|
|
1.4.2. Логические анализаторы……………………………………………………..48
1.4.3. Программная среда AVR Studio……………………………………………..50
1.4.4. Система программирования CodeVisionAVR………………………………..54
1.4.5. Программаторы………………………………………………………………56
Тема 1.5. Персональный компьютер (ПК) как микропроцессорная система
1.5.1. BIOS……………………………………………………………………….…59
1.5.2. Конфигурирование ПК. …………………………………………………….61
1.5.3. Причины неисправностей и сбоев………………………………………....62
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………65
ВВЕДЕНИЕ
Необходимость в вычислениях всегда была неразрывно связана с практической деятельностью человека. Понятие числа возникло задолго до появления письменности. Люди очень медленно и трудно учились считать, передовая свой опыт из поколения в поколение . По мере роста потребностей в вычислениях и развития методов вычислений возникали и развивались приспособления для счета.
Древнейшим счетным инструментом, который сама природа предоставила природа в распоряжение человека, была его собственная рука. Для облегчения счета люди стали использовать пальцы сначала одной руки , затем обеих , а в некоторых племенах и пальцы ног. Счет на пальцах использовался очень долго, время его возникновения определить очень трудно. В XVI в. его приёмы излагались еще в учебниках. В наше время им пользуются остальные народности и маленькие дети, постигающие понятие числа.
|
|
|
Следующим шагом в развитии счета стало использование камешков или других предметов, а для запоминания чисел-зарубок на палках или костях животных, узелков на верёвках.
Раннему развитию письменного счета препятствовала сложность арифметических действий при существовании в то время способах записи чисел. Попробуйте перемножить числа 26 и 18 , не записывая их, так как мы привыкли. Вряд ли сразу удастся даже придумать, как это сделать. Кроме того, писать умели немногие и отсутствовал учебный материал для письма, пергамент начал производится со II в. до н. э папирус был слишком дорог, а глиняные таблички неудобны в пользовании. Эти обстоятельства объясняют появление специального счетного прибора, называемого абаком. К V в до н. э он получил широкое распространение в Египте, Греции, Риме. Абак представлял собой доску с желобками, в которых по позиционному принципу размещали какие-нибудь предметы-камешки, косточки и т.п. Историки полагают,что абак был походным инструментом купцов, поскольку значения , приписываемые камешками в различных желобках, соответствовали различным денежным единицам.
|
|
|
В Древнем Риме абак назывался abaculi или calculi. Латинское слово calculus означает камешек, галька. От него произошло в дальнейшем слово calculator – перекладывать камешки, подсчитывать. Сегодня так называется настольное или карманное вычислительное устройство - микрокалькулятор.
Впоследствии абак был усовершенствован, доска была заменена рамкой, камешки _ шариками или дисками, нанизанными на нитки или прутики. И получились счеты, которые и в настоящее время еще используются. Русские счеты появились на рубеже XVI и XVII вв.
Примерно в VI в. н. Э в Индии сформировались весьма совершенные способы записи чисел и правила выполнения арифметических операций, называемые ныне десятичной системой счисления. В IX в. великий математик и астроном Абу Джафар Мухаммад ибн Муса аль Хуваризм написал знаменитый труд «Правила восстановления и преобразования». В нем он изложил и развил эту систему счета , которая и стала общепринятой в арабском мире .
Книга была переведена на латынь – в то время язык науки – в XII в. и оказало сильное влияние на развитие европейской математики . Значки , с помощью которых записываются числа , были придуманы в Индии , но к нам пришли из Персии , поэтому мы называем их арабскими цифрами.
|
|
|
С XIII в. в западной Европе не совсем мирно существует две арифметические школы – абакистов (от абака) и алгоритмиков (от аль Хорезми). Дело в том, что счет на абаке проще , ибо не требует сложения и умножения , В этом отношении способы счета алгоритмиков труднее , но зато позволяют выполнять более сложные вычисления – характерным примером являются умножение и деление. Поэтому после двух столетий соперничества в конце концов победили алгоритмики, чему способствовало помимо прочего распространение письменности и бумаги. Однако первым прибором для вычисления был абак. Но он не очень приспособлен для умножения и деления. Поэтому блестящим достижением математики явилось изобретение логарифмов Джоном Непером (1550- 1617). Это дало возможность заменить умножение и деление сложением и вычитанием и привело к созданию намного более совершенного и очень полезного инструмента – логарифмической линейки.
Вычисления с помощью логарифмической линейки производятся быстро, просто, но приближенно. И, следовательно, она не годится для точных, например финансовых расчетов.
Эскиз механического суммирующего устройства был разработан еще Леонардо да Винчи (1452-1519) Первая механическая счетная машина была изготовлена в 1623 г. профессором математики Вильгельмом Шиккардом ( 1592 – 1636) . Но машина Шиккарда вскоре сгорела во время пожара, а рукописи Леонардо да Винчи были обнаружены лишь в 1967 г. Поэтому биография механических вычислительных устройств ведется от суммирующей машины. изготовленной в 1642 г. Блезом Паскалем (1623-1662), в дальнейшем великим математиком и физиком.
В 1673 г. другой великий математик Лейбниц разработал счетное устройство, на котором уже можно было умножать и делить. С некоторыми усовершенствованиями эти машины, а названы они были арифмометрами, использовались до недавнего времени.
Суммирующие машины, изобретавшиеся в XVII-XVIII вв., были ненадежны, неудобны в работе и не были еще по-настоящему необходимыми. Лишь в XIX столетии рост промышленности, транспорта и расширение коммерческой деятельности банков сделали построение быстродействующих и надежных счетных машин актуальной задачей.
Первая фирма, специализировавшаяся по выпуску счетных машин, была основана в США в 1887 г. В России арифмометры начали выпускаться с 1894 г. и производились более 70 лет.
Все вычислительные устройства, о которых шла речь, были ручными, т. е. требовали участия человека в процессе вычислений. Для выполнения каждой операции нужно было набрать исходные данные и привести в движение счетные элементы механизма. Результаты почти всех операций необходимо было записывать.
Даже использование современных электронных калькуляторов инженерного типа , выполняющих арифметические операции за доли секунды , не даст большого выигрыша в скорости , так как почти всё время занимает набор чисел на клавиатуре и запись промежуточных результатов .
Мысль о создании автоматической вычислительной машины, которая бы работала без участия человека, впервые была высказана английским математиком Чарльзом Бэббиджем (1791 – 1864) в начале XIX в. В 1820-1822 гг. он построил машину, которая могла вычислять таблицы значений многочленов второго порядка. С 1934г. и до конца жизни Ч.Бэббидж работал над чертежами универсальной вычислительной машины, но сложность разработки чисто механического устройства и финансовые трудности не позволили ему изготовить работающий экземпляр.
Сущность идеи Бэббиджа Заключалась в том, что машина могла бы автоматически выполнить арифметические операции , если бы ей каким -либо образом было задано, какие операции , с какими числами и в какой последовательности она должна выполнить. Однако недостаточный уровень развития техники привёл к тому, что идеи Бэббиджа были осуществлены только в конце 30-х годов нашего века в машинах, работавших на электромагнитных реле. Первые вычислительные машины, у которых основными элементами были не реле, а электронные лампы были построены в Англии и США в 1943-1946 гг.
В СССР первая ЭВМ была построена в 1950 г. в Киеве под руководством академика С. А. Лебедева. Она называлась МЭСМ – малая электронно-счетная машина. Это было экспериментальное изделие, но уже в 1952 г. появилась серийно выпускаемая машина БЭСМ – быстродействующая электронно-счетная машина, последние варианты которой успешно работают и сейчас.
С этого времени и началось весьма энергичное развитие вычислительной техники. Ламповые машины не отличались высокой надежностью – ежедневно перегорало около 20 –30 ламп из нескольких десятков тысяч . Кроме этого они потребляли много энергии и занимали площадь примерно с баскетбольное поле.
С середины 50-х годов в Англии, Италии, Франции, ФРГ, СССР, США, Японии выпускаются машины, в которых электронные лампы заменены транзисторами, более надежными, экономичными и намного меньшими по размерам.
Однако и они в начале 60-х годов уступили место еще более совершенным элементам – интегральным микросхемам. В одной микросхеме, сопоставимо по размерам с транзистором , размещалась электронная схема, содержащая десятки транзисторов .
В настоящее время широко используются большие интегральные схемы (БИС). В каждой из них на кристалле площадью около 1 квадратного сантиметра располагаются сотни тысяч транзисторов . На таких микросхемах реализуется целые узлы ЭВМ . Габариты весьма мощных современных компьютеров позволяют поставить их на стол . Такие ЭВМ обычно предназначаются для индивидуального пользования на любом рабочем месте .
Вычислительные машины создавались в начале для обеспечения и ускорения именно вычислений. Однако постепенно становились все более ясно , что на ЭВМ можно обрабатывать текстовую информацию , графическую , звуковую и т. д.
Возможности этого кроются в создании кодирования и методов обработки такой информации.
РАЗДЕЛ 1. ИЗУЧЕНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 330; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!