Цифровой логический уровень

1.

Цифровой логический
уровень

2.

Основная литература
• Харрис, Д.М. Цифровая схемотехника и архитектура
компьютера / Д.М. Харрис, С.Л. Харрис ; пер. с англ.
Imagination Technologies. - Москва : ДМК Пресс, 2018. - 792 с.
• Таненбаум, Э. Архитектура компьютера : практическое
руководство / Э. Таненбаум, Т. Остин. - 6-е изд. - СанктПетербург : Питер, 2018. - 816 с.

3.

Многоуровневая структура компьютера
Архитектура системы команд – определяет
программируемую часть ядра (машинные
команды, т.е. ассемблер).
Микропрограмма – программа,
реализующая набор инструкций процессора.
Каждая машинная инструкция реализуется в
виде серии микроинструкций
(микропрограммы).
Микроархитектура – включает составные
части процессора и способы их взаимосвязи.
Цифровой логический уровень – это
аппаратное обеспечение машины, состоящий
из вентилей, логических элементов,
триггеров, регистров и т.п.

4.

Цифровой логический уровень
Цифровой логический уровень – это аппаратное обеспечение машины, состоящий из вентилей,
логических элементов, триггеров, регистров и т.п.
Транзисторный инвертор
Вентиль «НЕ И»
Вентиль «НЕ ИЛИ»
Из этих трех вентилей можно составить более сложные логические элементы, такие как:
Мультиплексоры, Декодеры, Компараторы, Схемы сдвига, Сумматоры, Арифметико-логические
устройства, Защелки, Триггеры, Регистры, Блоки памяти и т.д.

5.

Цифровой логический уровень
Цифровой логический уровень – это аппаратное обеспечение машины, состоящий из вентилей,
логических элементов, триггеров, регистров и т.п.
Транзисторный инвертор
Вентиль «НЕ И»
Вентиль «НЕ ИЛИ»
Из этих трех вентилей можно составить более сложные логические элементы, такие как:
Мультиплексоры, Декодеры, Компараторы, Схемы сдвига, Сумматоры, Арифметико-логические
устройства, Защелки, Триггеры, Регистры, Блоки памяти и т.д.

6.

Микроархитектура
Микроархитектура – включает
составные части процессора и
способы их взаимосвязи.

7.

Семейство процессоров x86
Микроархитектуры и их кодовые имена с 1992 по 2018 года.

8.

Микропрограмма
Микропрограмма – программа, реализующая набор инструкций процессора.
Каждая машинная инструкция реализуется в виде серии микроинструкций
(микропрограммы).

9.

Архитектура системы команд
Архитектура системы команд – определяет программируемую часть ядра
(машинные команды, т.е. ассемблер).
Intel
Wikipedia

10.

Примеры архитектур набора команд
x86 – архитектура процессора и одноимённый набор команд,
впервые реализованные в процессорах компании Intel.
ARM – архитектура процессора, разрабатываемая компанией ARM
Limited. Процессоры ориентированы на использование в портативных
и мобильных устройствах, а также в серверах и суперкомпьютерах.
AVR – архитектура микроконтроллера, разрабатываемая с 1996 года
компанией Atmel и приобретенной компанией Microchip Technology в
2016 году.

11.

Архитектура x86
x86 – архитектура процессора и одноимённый набор команд, впервые
реализованные в процессорах компании Intel.
За время своего существования набор команд постоянно расширялся,
сохраняя совместимость с предыдущими поколениями.
Помимо Intel, набор команд x86 также реализован в процессорах других
производителей: AMD, VIA, Transmeta, IDT, Zhaoxin и другие.
Разрядность:
• 16 бит – называют «8086», «x86-16»
• 32 бита – называют «IA-32», «x86-32» или «i386».
• 64 бита – называют «x86-64», «x64», «AMD64».
Примечание: архитектура «IA-64» реализована в микропроцессорах Itanium и не совместима с «x86-64».

12.

Вентили
Цифровая схема – это схема с двумя логическими значениями (0 и 1).
Обычно сигнал от 0 до 1 В представляет одно значение (например, 0), а сигнал
от 2 до 5 В – другое значение (например, 1).
Вентили – электронные устройства, которые позволяют получать различные
функции от этих двузначных сигналов.
Транзисторный инвертор
Вентиль «НЕ И»
Вентиль «НЕ ИЛИ»

13.

Биполярный транзистор
Биполярный транзистор – трёхэлектродный полупроводниковый прибор, один
из типов транзисторов. Имеет три соединения: коллектор, базу и эмиттер.
Если входное напряжение