Методические указания к лабораторный работам "АЛУ ЭВМ"
Требуемые условия завершения
Организация арифметико-логических устройств ЭВМ [Электронный ресурс]: метод. указания к лабораторным работам по дисциплине Б3.Б.2 «ЭВМ и периферийные устройства» направления 230100.62 «Информатика и вычислительная техника» / сост. О. А. Заякин, В. П. Павлов. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокос. ун-та, 2014. – 90 с.: ил. – 1 электрон. опт. диск (CD ROM).
В методических указаниях изучается структурная организация основной составляющей процессора ЭВМ – его арифметико-логического устройства.
Для изучения использованы графический редактор и эмулятор из системы автоматизированного проектирования MAX+PLUS II фирмы «Altera», разработанной ею для программирования собственных ПЛИС.
Предназначены для студентов, обучающихся дисциплине Б3.Б.2 «ЭВМ и периферийные устройства» по направлению 230100.62 «Информатика и вычислительная техника», а также по специальности «Автоматизированные системы обработки данных и управления». Могут быть полезны студентам, обучающимся по другим специальностям, связанным с информационными технологиями.
Работа выполнена на кафедре информационных систем и технологий Самарского государственного аэрокосмического университета.
2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. ОРГАНИЗАЦИЯ УРАВЛЯЮЩЕГО АВТОМАТА АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В предлагаемых методических указаниях к лабораторным работам рассмотрены вопросы:
1) принципы действия и структурная организация составных блоков АЛУ – операционного и управляющего автоматов;
2) основы работы с современными средствами проектирования цифровых вычислительных систем;
3) процесс функционирования АЛУ во времени (в режиме компьютерного симулятора).
Рассмотрен двухтактный конвейерный АЛУ на основе принципа микропрограммного управления, применяющегося сейчас практически во всех цифровых вычислительных устройствах. Для изучения использован макет АЛУ, характерной особенностью которого является 2-уровневое управление процессом вычислений, также широко применяемое в современных ЭВМ и контроллерах.
В лабораторных работах использованы компьютерные модели, так называемые «проекты», разработанные в среде Max+Plus II студентами и преподавателями СГАУ. Данный термин введен фирмой «Altera», разработавшей указанную САПР. В графическом диалоговом интерфейсе этой САПР проект представлен как структурно-функциональная блок-схема, содержащая условные обозначения, близкие к стандартным. Аналогичный подход применен и при компьютерном моделировании работы проекта. На экране дисплея при этом изображаются временные диаграммы, которые может изменять пользователь. Пользовательский интерфейс дает возможность заглянуть в любую точку проекта, то есть, как бы добраться щупом виртуального осциллографа туда, куда обычно, при интегральном исполнении устройств, это сделать невозможно. Это способствует глубокому изучению предмета.
В данных методических указаниях студенты вначале знакомятся с основами проектирования в MAX+PLUS II. Полученные знания они затем используют при изучении АЛУ. Студенты изучают АЛУ, используя проекты его отдельных компонентов, таких как ОА и УА.
Описанные здесь лабораторные работы входят в практическую часть курсов «Организация ЭВМ и вычислительных систем» и «ЭВМ и периферийные устройства» по специальности «АСОИУ». Для этого они используются совместно с четырьмя другими лабораторными работами, методические указания к которым издаются отдельно. Это лабораторная работа по ознакомлению с MAX+PLUS II, лабораторная работа по изучению структурной организации АЛУ в целом (то есть, с ОА и УА), лабораторная работа, посвященная функциональной организации ЭВМ, на примере системы прерываний компьютеров IBM PC, а также лабораторная работа, посвященная системе ввода/вывода компьютеров этого семейства.
Данные методические указания к лабораторным работам предоставляют возможность для обучения студентов принципам структурной организации АЛУ, а также дают основы и практические примеры разработки вычислительных систем с помощью современной САПР.