Микропроцессорлар және үзілулер

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 20 бет
Таңдаулыға:

М а з м ұ н ы

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .

3
Қысқартылған сөздер 4
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
... ..
1. Микропроцессорлар 5
... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ...
1.1. Микропроцоссордың келіп шығу тарихы 5
... ... ... ... ... ... ... ... .. .
1.2. Микропроцессордың түрлері 6
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... .
2. Үзілістер 8
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ... ...
2.1. DOS үзілістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 8
2.2. BIOS үзілістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 9
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 15
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 16
Қосымшалар 17
... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... .
... ... ... ... ...

КІРІСПЕ

Кез келген есепті шешу алдында бағдарлама жазу үшін программалау тілін
таңдау мәселесі тұрады. Программалау тілдерінің әрқайсының артықшылықтары
мен кемшіліктері бар. Жалпы алғанда, кез келген программалау тілінде түрлі
программаны жазуға болады. Мәселе программа жазу қолайлылығы және жазылған
бағдарламаның есептеу жылдамдығы мен машинаның жадыда алатын орнында болып
табылады.
Жоғарғы деңгейлі тілдерде есептеу жөне мәтіндермен жұмыс істейтін
программалар жазу ыңғайлы. Бірақ олар жылдамдығы мен жадыда алатын орны
жағынан алғанда онша тиімді болып шықпайды. Осының салдарынан жоғарғы
денгейлі программалау тілдерінің бәрінде ассемблерде жазылған программалық
жеке бөлшектерін (module) қолдану мүмкіндіктері ескерілген.
Есептеу машинасын керекті бағытта жұмыс істететін -машиналық тіл. Кейбір
қолданушы оның бар екенін біле бермейді. Компьютермен жүмыс істеу кезінде
қолданушы операциялық жүйелерді, жүйелік және қолданбалы программаларды,
программалау жүйелерін және т.б. пайдаланады.
Қазіргі заманғы программалау технологияларын пайдалана отырып, бірде-бір
код (соde) қатарын қолданбай-ақ программа жазуға болады. Бәрібір мұндай
программа жұмыс істер алдында нақты микропроцессордың (microprocessor)
машиналық тілінде компьютердің жадысына жазылып қойылады. Машиналық тіл
белгілі бір компьютер сәулетінің (агсhіtecture) барлық егжей-тегжейін
сипаттайды. Сондықтан программа есептеу машиналарының әрбір буынына жекеше
болып келеді.
Компьютердің барлық мүмкіншіліктерін тиімді пайдалану үшін машиналық
тілдің рәміздік (sumbolic) аналогі (ассемблер тілі) қолданылады.
Ассемблер тілі - машиналық тілдің рәміздік сипаты. Ассемблер немесе
жоғарғы деңгейлі тілде жазылған программаны машиналық тілге аудару үшін
қолданатын программаға транслятор (translator) деп аталатын бағдарламалар
қолданылады. Ассемблер тілінде жазылған программаның трансляторлары
Turbo Assembler, Micro Assembler деп аталады. Turbo Assembler трансляторы
tasm.exe файлына, ал Micro Assembler трансляторы masm.exe файлына жазылған.
Ассемблер тілінде жазылған бағдарламаларында үзілістер кеңінен
қолданылады. Үзіліссіз бағдарламаның орындалуы мүмкін емес.
Курстық жұмыста үзілістер және олардың түрлері жайлы баяндалған және
үзілістерге мысалдар келтірілген.

Қысқартылған сөздер:

• ЭЕМ – электрондық есептеу машинасы;
• ДК - дербес компьютер;
• АЛҚ – арифметикалық және логикалық құрылғы
• АЖ - ақпараттық жүйелер;
• МҚ – мәліметтер қоры;
• МҚБЖ - мәліметтер қорын басқару жүйелері;
• БТ – бағарламалау тілі;
• БҚ – бағдарламалық қамтамасыздандыру;
• БҚҚТ – бағдарламалық қамтамасыздандыру құру технологиясы;
• ЖИ – жасанды интеллект;
• ЖИЖ - жасанды интеллект жүйелері;
• ЖДБТ – жоғарғы бағдарламалау тілі;
• ТДБТ – төменгі бағдарламалау тілі;
• МП – микропроцессор.

1. МИКРОПРОЦЕССОРЛАР

1.1. Микропроцоссордың келіп шығу тарихы

ДК ұғымын INTEL фирмасы жаратқан МП негізінде құрылған ЭЕМ машиналарын
түсінеміз.
Компьютер (computer) ағылшын сөзі болып, оны қазақ тіліне аударсақ
есептеуіш құрылғысы деген мағынаны білдері. Есепту құрылғысы 1500 жыл алдын
болған. Мысалы, 1642 жылы Блез Паскаль бірғана қосу амалын орындайтын
есептеуіш құрылғысын – арифмометрді жаратты. 1673 жылы Блез Паскаль
арифмометрі негізінде Гомфрид Вильгельм Лейбниц өзінің арифмометрін құрды.
Бұл арифмометр төрт амалды орындады. 1675 жылдам бастап бұл арифмометр
түрлі есептеулерде кең көлемде қолданыла бастады.
Арифмометрдің кемшіліктері: есептеу жылдамдығы жай, құрылғының көлемі
үлкен және арифмометрде 5-10 адамдар жұмыс істеді. Бұл кемшіліктерді жою,
сол заманның талабы болды. Өйткені арифмометрде күрделі есептеулерді
жүргізу қиын, уақытты көп алды және арендалық ақшасы қымбат болды.
Сондықтан сол кездегі ғалымдар көлемі кіші, есептеу жылдамдығы жоғыры
болған есептеуіш құрылғыны құруды мәселесін алдыңғы орынға қойды.
XIX ғасырдың бірінші жартысында ағлшын математигі Чарьз Бэббидж
универсиалды есептеуіш құрылғысын құрмақшы болды. Бұл машинаны
аналиктикалық машина деп, ал есептеу жұмыстарын адамның қатысуынсыз
орындауы керек болды.
Берілгендер перфокарта көмегімен енгізілді. Бэббидж аналитикалық
машинасын соңына дейін жеткізе алмады. Өйткені сол заман техникалық
мүмкіндіктерге жауап бермеді. 1943 жылы америкалық Говард Эйкен Бэббидж
идеясы негізінде (ХХ ғасыр) электромеханикалық релені IBM фирманың бір
өнеркәсібінде жаратты. Электромеханикалық реле негізінде құрылған машинаны
1941 жылы Г. Эйкен Марк -1 деп атады. Г. Эйкеннен алдын осыған ұқсас
машинаны неміс инженері Конрад Цузе құрды. Сол уақыттары есептеулерді
автоматтандыруға (әскери қажеттілік, баллистика, криптография) қажеттілік
өте жоғарғы болды. Эйкен Цузе түріндегі машиналарды құруда бірнеше топ
ғалымдар жұмыс істеді.
1943 жылдан бастап Джон Мочли және Прескере Экерт (АҚШ)
жетекшілігіндегі мамандар ұқсас машина құрды. Бұл машина электрондық
лампада жұмыс істеді. Бұл машинаны ENIAC деп атады. ENIAC машинасы Марк-1
машинасынан мың есе жылдам істеді. ENIAC-тың кемшілігі программаның енгізу
үшін бірнеше күндер (сағат) қажет болды. Бұл кемшілікті жою максатында
Мочли, Экерт жаңа машинасын құрды. Бұл машинада программаны машина жадында
сақтау мүмкін болды. 1945 жылы математик Джон Фон Нейман осы машина жайлы
баяндама жариялады. Бұл баяндама бірнеше ғалымдарға жіберілді. Фон Нейман
көпшілік ғалымдар ортасында әйгілі болды. Джон фон Нейман универсалды
есептеуіш құрылғылардың жұмыс істеу принциптерін баяндады.

орталық процессор

Сурет 1. Джон фон Нейман принципі

АЛҚ - арифметикалық және логикалық амалдарды орындаушы құрылғы. БҚ –
программаның орындалу процестерін ұйымдастыру ОЖ (есте сақтау)
программалармен берілгендерді сақтау құрылғысы.
СҚ – Ақпаратты енгізу – шығаруларды құрылғысы. Қазіргі уақыттағы
компьютерлердің ерекшелігі АЛҚ мен БҚ–сы бір құрылғы болып
біріктірілген–орталық процессор деп атайды.

1.2. Микропроцессордың түрлері

Микропроцессор – компьютердің негізгі элементі болып есептелінеді. Бұл
элемент бар жоғы бірнеше сантиметрлік электрондық схема. Бұл схема барлық
есептеулер мен ақпараттарды өңдеу амалдарын орындайды. Микропроцессорлар
жүзден астам амалдарды немесе секундына 100 миллион түрлі амалдарды орындау
қабілетіне ие.
IBM PC компьютерлерінде Intel фирмасының микропроцессоры және соған
сәйкес микропроцессорлар (AMD,Cyzix, IBM және т.б) қолданылады.
Егер компьютерлерде математикалық есептеулер орындау қажет болса,
негізгі микропроцессорге математикалық сопроцессор қосылады. Сопроцессор
негізінде микропроцессорге нақты сандар мен математикалық амалдар
орындалуын қамтамасыз етеді. Микропроцессорлар 80486, Pentium бұл амалдарды
сопроцессорсыз орындайды.
Жедел жад – компьютердің екінші негізгі элементі есептелінеді.
Микропроцессор жедел жадқа программаларды өңдеу үшін берілгендерді және
алынған нәтижелерді жазу үшін қажет. Жедел жад деп аталу себебі, ол жылдам
істейді, берілгендерді жазу, оқу кезінде микропроцессорға күтіп қалуы қажет
болмайды. Жедел жадта сақталған мәліметтер компьютер сөндірілгенге дейін
сақталады.

Микропроцессорлардың сипаттамалары:

МП модел түрі Intel, AMO, Cyzix, IBM.
Тактикалық жиілік МГУ, ГПУ

Бірінші МП 1971 жылы құрылды. Ол 4 разрядты микрокалькуляторда қолданылды.
1971 жылы IBM компаниясы МП 8080 микропроцессор негізінде IBM PC 286
дербес комьютерін құрды. Оның ұяшығы 8 разрядты машиналық сөз болып, ал
жедел жады 64 кб тең болды. Микропроцссордың орталық процессоры болды.
1976 жылы Apple комапаниясы өзінің бірінші микропроцссорын құрды. Бұл
микропроцессор негізінде Apple дербес копьютері құрылды. Бұл компьютердің
жедел жады, енгізушығару құрылғылары болды.
1978 жылы IBM компанясы 16 разрядты МП 8086 микропроцессорлы, жедел жады 1
Мб болған IBM PC дербес компьютерді құрды. Компьютерде 16 разрядты шина
орнатылды.
1979 жылы Intel фирмасы микропроцессор МП 8088 құрды. Осы микропроцессор
негізінде IBM компаниясы 16 разрядты және 8 разрядты шинасы және дисководы
болған IBM PC дербес компьютерді құрды.
1983 жылдары МП 80186 қолданылмады, өйткені микропроцессордың жаңа моделі
МП 80286 шыққан еді.
1984 жылы IBM компаниясы МП 80286 негізінде IBM PC AT (advanad technology)
компьютерін құрды. Компьютер көп есепті режимде жұмыс істеді.
1987 ж i386
32 разрядты көп есепті режимде істеді.
1990 ж i486
1993 ж Pentium 64 разрядты.
1987 жылы IBM фирмасы IBM PC AT дербес компьютеріндегі техникалық
кемшіліктерді жойып, IBM PC AT 386 дербес компьютерін, 1990 жылы IBM
фирмасы IBM PC AT 486 дербес компьютерін шығарды.
1993 жылы Intel фирмасы 64 разрядты Pentium микропроцессорын құрды. IBM
фирмасы Pentium микропроцессоры негізінде IBM PC Pentium дербес компьютерін
шығарды.

2. ҮЗІЛІСТЕР

2.1. DOS үзілістері

Үзіліс дегенде алдын ала дайынған стандартты процедураларға айтамыз.
Бұл процедуралар операциялық жүйеге ішкі жазылып қойылады.
Жалпы үзілісті үш топқа бөлінеді:
1. Аппараттық үзілістер;
2. Бағдарламалық үзілістер;
3. Логикалық үзілістер.

Ассемблерде бағдарламалық үзілістер қолданылады.
Ассемблер бағдарламаларында мәліметтерді клавиатурадан енгiзуде немесе
дискке сақтауда үзіліс бағдарламалры қажет. Бағдармалық үзілістер екі топқа
бөлінеді:
1. DOS үзілістері;
2. BIOS үзілістері.

DOS үзілістері жазылу форматы:

Mov AH, ҮФН
INT ҮН ,

мұндағы

AH – 1 байттық AX регистрінің үлкен бөлігі;
INT – Interput ағылышын сөзінің бірінші үш әріптері болып, үзіліс деген
сағынаны білдіреді;
ҮН - үзіліс нөмірі;
ҮФН - үзіліс функциясының нөмірі.

Үзіліс нөмірі 21h болған функцияларды қарастырайық.

1. mov ah,1
int 21h

Клавиатурадан бір символды енгізеді. Енгізілген символ AL регистрінде
сақталады.

2. mov ah,2
int 21h

Экранға бір символды шығарады. Шығару DL регстрінен орындалады. Егер
шығаратын символ мәні ұлкен болса, DL регистрімен бірге DH регстрі
пайдаланылады. Бұл регистрлер бір байттық регистрлер болып, DH регистрі DX
регистрінің үлкен, ал DL регистрі DX регистрінің кіші бөліктері болып
табылады.

3. mov ah,9
int 21h

Жолдар қатарын DX регистрден экранға шығарады. Шығарылатын жолдар DX
регистр былайша жазылуы тиіс:
mov dx, offset жад,
мұндағы жад - жол жазылған айнымалы аты.

4. mov ah,4ch
int 21h
Бұл функция бағдарламаның жұмысын аяқтайды.

DOS үзілісіне ассемблер бағдарламалық мысалдар Қосымша 1 келтірілген.
Жалпы DOS үзілістер арифметикалық және логикалық есептеулерде, енгізу
және шығаруларда, мәліметтерді оқу және сақтауда кеңінен қолданылады.

2.2. BIOS үзілістері

DOS үзілістерінен ерекше BIOS үзілістері негізінен графикалық режимде
жұмыс істеуде қолданылады. Мысалы, терезе салу, бағдарламада мәзірлерді
құру, функция графиктерін шығару және т.б.
Экран, клавиатура және графикамен жұмыс істеуде BIOS-тың INT 1ØH үзілісі
кеңінен қолданылады. Терезені сызу үшін терезе координаталарын білуіміз
тиіс.

0000 – жоғарғы сол бұрыш
80, 79 – жоғарғы оң бұрыш
12 3940 – экран ортасы
24, 00 – төменгі сол бұрыш
24,79 – төменгі оң бұрыш
MOV AH, Ø2; 45 позицияға жылжытуға сұраныс
MOV BH, 00; 00 экран
MOV DX, Ø5; Ø5 қатар
MOV DL,12; 12 бағана
INT 10H

Экранды тазалау
MOV AX, Ø6 Ø Ø ØH ; AH Ø6 (айналдыру)
; AL Ø Ø (толық экран)
MOV BH, Ø7; атрибут
MOV CX, 000; жоғарғы сол позиция
MOV DX, 184 FH ; төменгі оң позиция
MOV AH, Ø9 MOV AH, Ø9
LEA DX, NAM MOV DX, OFFSET NAM
INT 21H INT 21H
CMP C, Ø8H
IB D3 Ø MOV AH, 0AH; файлды шығаруға
сұраныс
CMP C,DH MOV DX, NAM; мәтін
IBE D4 Ø INT 21H

MOV AH, 40H; шығаруға сұраныс
MOV BX, 01
MOV CX, 20
LEA DX, NAM
INT 21H

Күрделiрек амалдарды жоғары деңгейлi DOS үзіліс INT 21H орындайды.
Мысалы клавиатурадан енгiзуде, енгiзiлген мәліметтерді есептеуi,
мәліметтердің ең үлкен немесе ең кіші санын тексеруi талап ете алады. DOS
INT 21H үзіліс есептеулердi орындайды, ал BIOS үзілістері басқаруды
автоматты алып бередi.
DOS үзілістері нақты әсерге арналған BIOS үзілістерге басқаруды
ұзатады және өңдеудi жалғастырады. Содан соң үзiлген программаға басқаруды
қайтарады.
BIOS үзілістері жиi кезедесетін енгiзулер немесе қорытындылаулар
амалдарын орындауда қолданылады. Үзуістерді өңдеуге және INT командасын
келесi программарға шығуға тиісті әсерлердi орындайды:
- стектiң көрсеткішін екіге азайтады және шеткі регистр стек
төбесiне шығарады;
- TF флагтық регистрді тазалайды және IF флагтық регистрдің
орындалуын қамтамасыз етеді;
- стектiң көрсеткішін екіге азайтады және стекке CS регистрлердi
басқарады;
- стектiң көрсеткішін екіге азайтады және командалық көрсеткіштің
мәнiн стекке орнатады;
- қажеттi амалдардың орындалуын қамтамасыз етедi;
- регистрдiң мәнiн стек қалпына келтiредi және командаға үзiлген
программаға басқаруды қайтарады.

Бұл процесс автоматты түрде толық орындалады. Тек қана стектiң
сегментiн анықтау керек. Регистрлердің үлкен бөліктер мәндерiн дұрыс жазу
жеткiлiктi.
BIOS үзілістің INT 10H және DOS үзілістің INT 21H функцияларын
клавиатурадан енгiзулер және экранға шығарулардағы үзіліс командаларын
қарастырамыз.
Экранды екі өлшемді кеңістік көрінісінде сипаттауға болады. Мысалы,
кәдiмгi видеомонитордың 25 жолдары (нөмiрлері 0-24) мен 80 бағаналарын
(нөмiрлері 0-79) қарастыайық.
Координаталар (бағана жол) болып енгізіледі.
00000000 - шi жоғарғы сол бұрыш
007900 - шi жоғарғы оң бұрыш
123940002728-шi экранның орталығы
24001800-шi төменгi сол бұрыш
2479184F-шi төменгi оң бұрыш

Курсорды қажетті орынға қоюда, командаға BIOS үзілісінің INT 10H
нөмірлі фукциясы жазылады. Экранды тазалау мысалын қарастырайық. 5-ншi жол
және 12-ншi бағанаға курсорды қойу командасы:
MOV AH, 02 ;курсорды орнатуға сұраныс
алу
MOV BHд, 00 ;0 - экран

MOV DH, 05 ;05-шi жол
MOV DL, 12 ;12-шi бағана
INT 10H ;BIOS басқаруды тапсыру

AH регистрiндегi 02 мән BIOS үзілісін INT 10H курсорды орнату амалын
орындайтын команданы көрсетедi. Жол және бағананың мәнi DX регистрiнде
болуы керек. BH регистрiндегi мән экранның бетін көрсетеді. Сонымен бiрге
жол және бағананы қойуда MOV командасын қолдануға болады:

MOV DX, 050CH ;5-шi жол, 12-шi бағана

Экран тазалау

"Скролинг" сұранысы және командалары экран бетін айналдыруды
орындайды. Экран облысын тазалау экранның кез келген позициясыннан
басталуытиіс. Жол және бағана үшін бастапқы мән 07 BH регистрiне және 0600H
мән AX, DX регистрлерiне жазылады. Экранды ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.