ЗЭ НА ФЕРРИТОВЫХ КОЛЬЦАХ - Конспект Лекций, раздел Компьютеры, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ ОДНОПРОЦЕССОРНЫЕ ЭВМ Памяти На Магнитных (Ферритовых) Сердечниках С Прямоугольной Петлей Гистерези...
Памяти на магнитных (ферритовых) сердечниках с прямоугольной петлей гистерезиса появились в начале 50-х годов и сыграли большую роль в увеличении объемов ОП и производительности ЭВМ. Однако появившиеся ЗУ на дискретных биполярных транзисторах, а в середине 60-х годов первые БИСы памяти малой степени интеграции стремительно вытеснили ЗУ на магнитных сердечниках. В настоящее время ЗУ на магнитных сердечниках используются только в специализированных ЭВМ, работающих в особых условиях. Это связано с тем, что такие ЗУ энергонезависимы, не боятся радиации и сильных температурных перепадов.
Следует отметить, что физические принципы записи информации на магнитный сердечник лежат в основе принципов записи на современные магнитные носители.
Принцип действия ферритового сердечника как запоминающего элемента поясняет рис. 4.9, на котором изображены сердечник с входной и выходной одновитковыми обмотками и его кривая намагничивания (петля гистерезиса), имеющая форму, близкую к прямоугольной.
Запоминание двоичных кодов основано на наличии у сердечника двух устойчивых состояний остаточного намагничивания противоположного знака. Состоянию, характеризующемуся остаточной индукцией +Br, можно приписать значение 1, а состоянию с индукцией -Br – значение 0. Запись 1 в сердечник может быть произведена подачей в его входную обмотку импульса тока, создающего поле +Hm, превышающее коэрцитивную силу сердечника +Hc, при этом сердечник после снятия поля оказывается в состоянии +Br. Для записи 0 во входную обмотку подается импульс тока, создающий поле -Hm, после снятия которого сердечник оказывается в состоянии -Br. Для считывания во входную обмотку подается импульс тока той же полярности, как при записи 0, создающий поле, превышающее (по модулю) коэрцитивную силу Hc сердечника, при этом сердечник устанавливается в состояние 0. Если перед этим он находился в состоянии 1, то при считывании индукция в сердечнике изменяется от +Br до -Bm и в выходной обмотке индуцируется ЭДС E1 – сигнал считывания 1. Если сердечник находился в состоянии 0, то при считывании индукция в сердечнике меняется незначительно и индуцируемая при этом ЭДС E0 (сигнал считывания 0) близка к нулю. Считывание сопровождается стиранием информации, записанной в сердечнике, поэтому при необходимости сохранения ранее хранившейся информации должна производится регенерация, восстанавливающая информацию в сердечнике.
Ферритовые ЗУ, использующиеся в настоящее время, имеют структуру 2,5D (в ЗУ этого типа запись сходна с записью в ЗУ типа 2D-M, а считывание осуществляется так же, как в ЗУ типа 3D). Как и в ЗУ типа 3D, запоминающий массив 2,5D для записи n-разрядных двоичных чисел состоит из n плоских матриц для одноименных разрядов всех чисел. Каждая такая матрица имеет три координатные линии, причем при считывании используются все три линии, а при записи только две. Таким образом, через каждый сердечник разрядной матрицы проходят одна горизонтальная и одна вертикальная линии (соответственно от адресного и разрядно-адресного формирователей). Кроме того, все сердечники разрядной матрицы пронизываются общей обмоткой считывания, с которой снимаются выходные сигналы.
При считывании состояния сердечника в его координатные линии подаются импульсы тока -Iр. Ток -Iр создает поле -Hp такое, что 
и 
. На выбираемый сердечник воздействует поле двух токов -Ip, и он принимает состояние
-Br, генерируя в выходной обмотке сигнал 1, если сердечник ранее находился в состоянии +Br, или сигнал 0, если сердечник находился в состоянии -Br. Сердечники, воспринимающие ток -Ip только по одной координатной линии, сохраняют свое состояние.
Для того, чтобы считанная информация сохранилась в ЗУ, сразу после окончания считывания выполняется регенерация – запись считанной информации из информационного регистра РгИ обратно в ЗМ.
Записи в ячейку ферритового ЗУ типа 2,5D всегда предшествует установка в состояние 0 всех сердечников ячейки, для чего выполняется операция считывания (без регенерации). При записи по адресной линии выбираемого сердечника поступает импульс тока +Ip. По разрядно-адресной линии поступает импульс тока +Ip только при записи 1. Сердечник, в котором поля от двух импульсов +Ip складываются, перемагничивается в состояние +Br. Все остальные сердечники разрядной матрицы сохраняют свое прежнее состояние.
Все темы данного раздела:
ЧАСТЬ 2
Настоящий конспект лекций продолжает материал, изложенный в первой части. Конспект посвящен изучению основ организации и функционирования ЭВМ в целом и ее отдельных узлов, взаимодей
ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВ ВНУТРЕННЕЙ ПАМЯТИ
Памятью ЭВМ называют совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации. Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами или пам
СТРУКТУРА ПАМЯТИ ЭВМ
Классическая пятиблочная структура Неймана, рассмотренная ранее, предполагала наличие только одного устройства памяти – ОП. Однако современные ЭВМ имеют иерархическую структуру памяти, каждый урове
АДРЕСНАЯ ПАМЯТЬ
В памяти с адресной организацией размещение и поиск информации в ЗМ основаны на использовании адреса хранения единицы информации, которую в дальнейшем для краткости будем называть словом. Ад
АССОЦИАТИВНАЯ ПАМЯТЬ
В памяти этого типа поиск информации происходит не по адресу, а по ее содержанию. Под содержанием информации в данном случае понимается не смысловая нагрузка лежащего на хранении в ячейке памяти сл
СТЕКОВАЯ ПАМЯТЬ (МАГАЗИННАЯ)
Стековая память, так же как и ассоциативная, является безадресной. Стековая память может быть организована как аппаратно, так и на обычном массиве адресной памяти.
В случае аппаратной реал
СТРУКТУРЫ АДРЕСНЫХ ЗУ
Адресные ЗУ наиболее широко используются в современных ЭВМ для построения самых разнообразных устройств памяти. В процессе эволюции ЭВМ принципы построения и аппаратная реализация данных ЗУ прошли
ЗУ ТИПА 2D
Организация ЗУ типа 2D обеспечивает двухкоординатную выборку каждого ЗЭ ячейки памяти. Основу ЗУ составляет плоская матрица из ЗЭ, сгруппированных в 2k ячеек по n разрядов. Обращение к я
ЗУ ТИПА 3D
Для построения ЗУ больших объемов используют другую схему и другие типы ЗЭ, которые имеют не один, а два конъюнктивно связанных входа выборки. В этом случае адресная выборка осуществляется только п
ЗУ ТИПА 2D-М
В ЗУ типа 2D-M ЗМ для записи n-разрядных двоичных чисел состоит из n плоских матриц для одноименных разрядов всех чисел, что имеет место в ЗУ типа 3D. Однако процесс записи и считывания информации
ЗЭ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
Абсолютное большинство ЗУ внутренней памяти современных ЭВМ (а в универсальных ЭВМ общего назначения – 100%) построено на полупроводниковых ЗЭ. По сравнению с другими типами ЗЭ полупроводниковые ЗЭ
ПОСТОЯННЫЕ ЗУ (ПЗУ, ППЗУ)
Постоянные ЗУ в рабочем режиме ЭВМ допускают только считывание хранимой информации. В зависимости от типа ПЗУ занесение в него информации производится или в процессе изготовления, или в эксплуатаци
ФЛЭШ-ПАМЯТЬ
Флэш-память (flash-memory) по типу запоминающих элементов и основным принципам работы подобна памяти типа EEPROM (ППЗУ) с электрическим перепрограммированием. Однако ряд архитектурных и структурных
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. На листах ответа должны быть указаны номер группы, фамилия студента и номер его варианта.
2. Номера вопросов выбираются студентом в соответствии с двумя последними цифрами в его зачетно
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
При рассмотрении работы процессора подчеркивалось, что информация о том, какую машинную операцию надо выполнить в данный момент, над какими операндами и куда поместить результат, задается машинн
ВОЗМОЖНЫЕ СТРУКТУРЫ МАШИННЫХ КОМАНД
Процесс эволюции ЭВМ и расширение сферы их целевого использования, совершенствование аппаратного и программного обеспечения ЭВМ привели к созданию машинных команд очень сложной структуры. Однако, е
СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ
Определимся с терминами, которые будут использоваться ниже.
Адресный код (АК) – это информация об адресе операнда, содержащаяся в команде.
Исполнительный адрес (АИ)
КОМАНДЫ ПЕРЕДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ
Ранее уже отмечалось, что порядок выполнения команд может быть естественным и принудительным. При естественном порядке после выполнения очередной команды выбирается команда, расположенная в следующ
КОМАНДЫ БЕЗУСЛОВНОГО ПЕРЕХОДА (БП)
Общая структура команды безусловного перехода изображена на рис. 5.11. При исполнении этой команды переход осуществляется всегда независимо от каких-либо условий.
КОМАНДЫ УСЛОВНОГО ПЕРЕХОДА (УП)
В этом случае адрес следующей команды зависит от выполнения некоторого условия. Обычно если условие выполняется, то происходит передача управления. Если условие не выполняется, то берется следующая
КОМАНДЫ ПЕРЕХОДА НА ПОДПРОГРАММУ
Подпрограмма представляет собой фрагмент программы, обращение к которому может иметь место в любой точке главной программы. Для перехода к подпрограмме в ЭВМ существуют команды безусловного
ИНДЕКСАЦИЯ
Характерным моментом в процессе переработки информации в ЭВМ является цикличность вычислительных процессов, при которых одни и те же операции могут выполняться над различными операндами, расположен
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. На листах ответа должны быть указаны номер группы, фамилия студента и номер его варианта.
2. Номера вопросов выбираются студентом в соответствии с двумя последними цифрами в его зачетно
ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СИСТЕМ ПРЕРЫВАНИЯ ПРОГРАММ
В процессе выполнения программ внутри ЭВМ или во внешней среде могут возникнуть события, требующие немедленной реакции со стороны процессора. Реакция состоит в том, что процессор прерывает обработк
ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ПРЕРЫВАНИЯ
Эффективность систем прерывания ЭВМ может оцениваться по весьма многочисленным характеристикам, которые отражают особенности их технической реализации. Однако для изучения общих принципов построени
ВОЗМОЖНЫЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМ ПРЕРЫВАНИЯ
Конкретные технические реализации систем прерывания имеют множество вариантов и зависят от типа используемого процессора, структуры системного интерфейса, целевого назначения ЭВМ. В то же время все
ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕХОДА К ПРЕРЫВАЮЩЕЙ ПРОГРАММЕ
Конкретные реализации процедур перехода к прерывающей программе во многом зависят от структуры системы прерывания и типа используемого процессора. Между тем можно сформулировать некоторые общие при
РЕАЛИЗАЦИЯ ФИКСИРОВАННЫХ ПРИОРИТЕТОВ
Рассмотрим только простейший случай установки приоритетных соотношений, состоящий в том, что уровень приоритета определяется порядком присоединения ЛЗП к входам системы прерывания, т.е. разрядам Рг
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫХ ПРИОРИТЕТОВ
Существуют три основных метода реализации в ЭВМ систем программно-управляемых приоритетов – порог прерывания, маска прерывания и смена приоритетов. Первый используется, в основ
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. На листах ответа должны быть указаны номер группы, фамилия студента и номер его варианта.
2. Номера вопросов выбираются студентом в соответствии с двумя последними цифрами в его зачетно
ПРОСТЕЙШАЯ МИКРОЭВМ
В зависимости от целевого назначения и используемого процессора ЭВМ существенно различаются по своим вычислительным возможностям, размерам, стоимости конструкции. Несмотря на то что принципы функци
СИСТЕМНЫЙ ИНТЕРФЕЙС МИКРОЭВМ. ЦИКЛ ШИНЫ
Современные процессоры конструктивно выполняются либо в виде одной БИС (СБИС), либо в виде нескольких БИС, установленных на плате модуля процессора в непосредственной близости друг от друга. Кроме
ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ИНТЕРФЕЙС
К процессору микроЭВМ обычно подключается достаточно много ПУ. Это клавиатура, индикаторы, печатающие устройства, накопители, различные датчики и исполнительные устройства систем управления и т.д.
МП С ФИКСИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ КОМАНД
В п. 3 уже рассматривались принципы функционирования элементарного гипотетического микропроцессора (термин "микропроцессор" и "процессор" далее используются как синонимы). Между
РЕГИСТРЫ ДАННЫХ
Для хранения участвующих в операции данных предусмотрены семь 8-разрядных регистров. РгА, называемый аккумулятором, предназначен для обмена информацией с памятью и ПУ, т.е. его содержимое может бы
РЕГИСТР ПРИЗНАКОВ
Ранее отмечалось, что РгП называют еще регистром флажков и обозначают часто буквами Ф или F. Это 8-разрядный регистр, в котором используются только 5 разрядов. Он предназначен для хранения ряда при
МП С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПРОГРАММИСТА
С точки зрения пользователя, реализация физических процессов, протекающих в микросхеме, не представляет особого интереса, как и физическая реализация отдельных узлов МП. В распоряжение пользователя
МП-УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ МП КР580ВМ80А
Упрощенная структурная схема вычислительного устройства на базе МП I8080 (КР580ВМ80А) представлена на рис. 7.9. Это простейшая микроЭВМ минимальной конфигурации, структура которой является частным
ФОРМАТЫ ДАННЫХ МП КР580
Основной формат данных изображен на рис. 7.11.
В микроЭВМ байт данных может интерпретиров
ФОРМАТЫ КОМАНД МП 580ВМ80
Для команд используются одно-, двух-, трехбайтовые форматы, причем код операции (КОП) занимает всегда 1 байт. Кроме того, следует помнить, что ША имеет 16 разрядов, т.е. позволяет адресоваться к па
СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ
Способы адресации рассмотрим очень коротко, поскольку все типы адресации в общем виде разобраны ранее.
Прямая адресация
В этом случае источником или приемни
СИСТЕМА КОМАНД МП 580
Для программирования микроЭВМ на базе МП комплекта КР580 используется 244 команды. Ниже очень коротко будет рассмотрена только часть команд, необходимая для программирования простых задач. Таблицы
КОМАНДЫ УПРАВЛЕНИЯ
Команды этой группы не изменяют содержимого РгП (F).
Команды безусловного перехода
По прямому адресу
JMP @, где @ – двухбайтовый адре
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. На листах ответа должны быть указаны номер группы, фамилия студента и номер его варианта.
2. Номера вопросов выбираются студентом в соответствии с двумя последними цифрами в его зачетно
Новости и инфо для студентов