Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky,

1. Princípy počítačového inžinierstva prof. Ing. Liberios Vokorokos, PhD., Ing. Branislav Madoš, PhD. Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická univerzita v Košiciach

2. Obsah • Dekompozícia počítačového systému • Stavba počítača Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

3. Dekompozícia počítačového systému(1) • Číslicový systém (ČS) na abstraktnej úrovni definujeme ako sedmicu ČS = (U,V,P,F,G,f,g) • kde: • U,V,F,G – premenné definované vo vonkajších kanáloch ČS • P – premenná vyjadrujúca stav ČS • f, g - funkčné vzťahy vyjadrujúce reakcie ČS na podnety definované hodnotami premenných pôsobiacich v príslušných kanáloch V = f(U,F) G= g(P) Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

4. Dekompozícia počítačového systému(2) • Premenné definované v kanáloch ČS sú • Údajové– zobrazujú spracúvané informácie v ČS • Komunikačné– riadia, sprostredkúvajú alebo poskytujú informáciu o spracovávaných údajoch • Riadiace - riadiace premenné resp. slová – sú prenášané kanálom R • Informačné a stavové – informačné a stavové premenné resp. slová – sú prenášané kanálom L Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

5. Dekompozícia počítačového systému(3) • Dekompozícia počítačového systému na operačnú a riadiacu časť kde: • U,V – vonkajšie údajové kanály pre vstup (U) a výstup (V) • F,G – vonkajšie komunikačné kanály pre vstup (F) a výstup (G) • R – vnútorný kanál riadiacich premenných resp. slov • L – vnútorný kanál stavovo-informačných premenných resp. slov Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

6. Dekompozícia počítačového systému(4) • Dekompozícia centrálneho procesora kde: • U – vonkajší údajový kanál pre vstup • V – vonkajší údajový kanál pre výstup • F – vonkajší komunikačný kanál pre vstup • G – vonkajší komunikačný kanál pre výstup • R – vnútorný kanál riadiacich premenných • L – vnútorný kanál stavovo-informačných premenných • VJ – výkonná jednotka • RJ – riadiaca jednotka Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

7. Stavba počítača(1) • Analýza operačnej časti počítačového systému kde: • PM – pamäťové prvky • OL – operačná logika • SL – stavová logika • U, V – vstupný údajový kanál (U) a výstupný údajový kanál (V) • R, L – vstupný komunikačný kanál (R) a výstupný komunikačný kanál (L) Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

8. Stavba počítača(2) • Z hľadiska funkcií, ktoré prvky a obvody počítačového systému vykonávajú, rozdeľujeme ich na: • obvody pre pamätanie údajov • obvody pre riadenie prenosu údajov a vnútorných komunikácií • obvody pre realizáciu predikátov • obvody pre realizáciu operácií • Elementárne funkcie jednotlivých obvodov sa realizujú ako mikrooperácie alebo ako predikáty nad obsahmi funkčných prvkov Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

9. Stavba počítača(3) • Obvody pre pamätanie údajov • Pamäťové prvky sú predstaviteľmi obvodov pre pamätanie údajov v tvare jednobitových a viacbitových slov, ale taktiež i rôznych typov údajových štruktúr • Pamäťové prvky môžeme rozdeliť na • Klopné obvody • Registre • Pamäte Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

10. Stavba počítača(4) • Register (RG) – je usporiadaný súbor preklápacích obvodov určený pre zápis a pamätanie slova binárnej informácie • Pri 3 bitovom registri: • ZS) RGX := X zápis slova X •  NUL) RGX := 000 nulovanie RG •  NST) RGX := 111 nastavovanie RG • CT) DO := RGX čítanie v PK • NCT) DO :=  RGX čítanie v IK Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

11. Stavba počítača(5) • Pamäť– funkčný prvok ČS pre zapamätanie polí binárnych reťazcov. Element pamäti určený pre zapísanie slova alebo jeho vopred definovanej časti je pamäťová bunka. • Mikrooperácie: CS.ZS) PM [ADR] := DI CS.CT) DO := PM [ADR] • kde: • ADR - adresa pamäťovej bunky • DI – vstupný dátový kanál • DO – výstupný dátový kanál • CS – aktivácia pamäťového čipu Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

12. Stavba počítača(6) • Prevodník kódu – funkčný prvok ČS v ktorom sa uskutočňuje transformácia f : X-> Y Kde: f– transformačný vzťah X – vstup prevodníka – množina n-tíc hodnôt vstupných premenných Y – výstup prevodníka – množina m-tíc hodnôt výstupných premenných Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

13. Stavba počítača(7) • Generátor priority (GPR) – obvod pre prioritný výber žiadostí. Identifikuje v danom slove najvyšší rád s jedničkovou hodnotou. • Predikát Li ! GPR (A) Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

14. Stavba počítača(8) • Komparátor (KM) – funkčný prvok ČP, ktorý vyhodnocuje relácie = < > medzi dvomi slovami binárnej informácie A a B • Predikát L1 ! A = B L2 ! A > B L3 ! A < B Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

15. Stavba počítača(9) • Generátor parity (GP) – funkčný blok ČS určený pre odhalenie nesprávnej činnosti obvodov pri prenose informácií – generuje predikát súvisiaci s tým, či n-bitové slovo obsahuje alebo neobsahuje párny počet jedničiek. • Kóder – funkčný prvok ČS určený pre prevod zložiek kódu 1 z n na paralelné m-rádové zložky n = 2m • Dekóder – funkčný prvok ČS určený pre prevod n – rádových kódových zložiek paralelného kódu na kódové zložky unitárneho kódu 1 z 2n Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

16. Budúca prednáška(1) • Stavba počítača • Obvody pre realizáciu operácií Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 9.

17. Ďakujem za pozornosť