Organisation d’un micro-ordinateur:
Les composants de base d’un micro-ordinateur sont:
1) l’unité centrale de traitement
2) la mémoire de programme
3) la mémoire de données
4) les ports de sortie
5) les ports d’entrée
6) le générateur d’horloge.
Ces composants sont représentés dans la figure ci-dessous :
Unité centrale de traitement :
L’unité centrale de traitement est constituée d’une UAL (unité arithmétique et logique), d’une unité de registre et d’une unité de contrôle. L’unité centrale récupère les instructions et le mot de données stockés dans la mémoire ; elle dépose également les données traitées dans la mémoire.
a) ALU (Arithmetic and Logic Unit)
Cette section effectue des fonctions de calcul sur les données. Ces fonctions sont des opérations arithmétiques telles que les additions soustractions et des opérations logiques telles que ET, OU rotation etc. Les résultats sont stockés soit dans les registres, soit dans la mémoire, soit envoyés aux périphériques de sortie.
b) Unité de registre :
Elle contient différents registres. Les registres sont utilisés principalement pour stocker temporairement des données pendant l’exécution d’un programme. Certains des registres sont accessibles aux utilisations par le biais d’instructions.
c) Unité de contrôle :
Elle fournit les signaux de contrôle de synchronisation & nécessaires à toutes les opérations du micro-ordinateur. Elle contrôle le flux de données entre le p et les périphériques (entrée, sortie & mémoire). L’unité de contrôle reçoit une horloge qui détermine la vitesse du p.
L’unité centrale a trois fonctions de base
1) Elle va chercher un mot d’instructions stocké en mémoire.
2) Elle détermine ce que l’instruction lui dit de faire.(décode l’instruction)
3) Elle exécute l’instruction. L’exécution de l’instruction peut inclure la même des tâches principales suivantes.
1. Transfert de données de registre à registre dans l’unité centrale elle-même.
2. Transfert de données entre un registre de l’unité centrale. & emplacement de mémoire spécifié.
3. Exécution d’opérations arithmétiques et logiques sur des données provenant d’un emplacement de mémoire spécifique ou d’un registre désigné de l’unité centrale de traitement.
4. Demande à l’unité centrale de traitement de modifier une séquence d’instruction d’extraction, si le traitement des données a créé une condition spécifique.
5. Effectuer une fonction de ménage au sein de l’unité centrale de traitement elle-même afin d’établir la condition désirée à certains registres
4) Il recherche le signal de contrôle tel que les interruptions et fournit des réponses appropriées.
5) Il fournit des états, des signaux de contrôle et de synchronisation que la mémoire et la section d’entrée/sortie peuvent utiliser.
Mémoire de programme:
La tâche de base d’un système de micro-ordinateur pour s’assurer que son unité centrale de traitement exécute la séquence d’instructions désirée est le programme correctement. La séquence d’instructions est fixée dans la mémoire de programme lors de l’initialisation- généralement une mise sous tension et une réinitialisation manuelle le processeur commence par exécuter l’instruction dans un emplacement prédéterminé dans
la mémoire de programme. La première instruction du programme doit donc se trouver à cet endroit. Dans un système de base µp typique, le programme à exécuter est fixe et ne change pas. Par conséquent, les programmes µp sont stockés sur ROM, ou PROM, EPROM, EEPROM. Dans le kit de l’unité didactique, la ROM contient seulement le programme du moniteur. Le programme utilisateur n’est pas stocké en ROM parce qu’il n’a pas besoin d’être stocké en permanence.
Mémoire de données:
Un micro-ordinateur manipule les données selon l’algorithme donné par l’instruction du programme dans la mémoire du programme. Ces instructions peuvent nécessiter le stockage de résultats intermédiaires, les
blocs fonctionnels dans le µc ont le même registre interne qui peut également être utilisé si disponible pour un tel stockage la mémoire de données externe est nécessaire si les besoins de stockage sont plus importants. Outre le stockage intermédiaire, la mémoire de données peut également être utilisée pour fournir les données nécessaires au programme, pour stocker certains des résultats du programme. La mémoire de données est utilisée à toutes les fins de stockage autres que le stockage du programme. Par conséquent, elles doivent avoir une capacité d’écriture de tête RWM ou RAM.
Elle stocke à la fois les instructions à exécuter (c’est-à-dire le programme) et les données concernées. Elle contient généralement de la ROM (mémoire de lecture). La ROM ne peut que lire et ne peut pas être écrite et est non volatile c’est-à-dire qu’elle conserve son contenu lorsque l’alimentation est coupée. Une ROM est généralement utilisée pour stocker des instructions et des données qui ne changent pas. Par exemple,
elle stocke le programme du moniteur si un micro-ordinateur.
On peut soit lire soit écrire dans une RWM. Le RWM est volatile, c’est-à-dire qu’il ne conserve pas son contenu lorsque l’alimentation est coupée. Elle est utilisée pour stocker les programmes de l’utilisateur & données qui sont temporaires pourraient changer au cours de l’exécution d’un programme. Les deux ROM & RWM sont des RAM (Random access memory). RWM est respectivement. Lors d’une opération de lecture de la mémoire, le contenu de l’emplacement adressé n’est pas détruit. Lors d’une opération d’unité, le contenu original de l’emplacement adressé est détruit.
Les deux ROM & RWM sont organisées en mots, chacun d’eux ayant une adresse unique. L’adresse d’un mot est un emplacement mémoire et elle est placée entre parenthèses. Par conséquent, X est une adresse et (X) est le contenu de cette adresse X.
Les décodeurs d’adresse pris une adresse et de l’unité de contrôle et de sélectionner l’emplacement de mémoire approprié et d’obtenir son contenu prend un certain temps, ces temps est le temps d’accès de la mémoire. Le temps d’accès affecte la vitesse de l’ordinateur, les broches, et l’ordinateur doit obtenir l’instruction et les données de la
mémoire. La mémoire de l’ordinateur est généralement de type RAM, de sorte que tous les emplacements de la mémoire ont le même temps d’accès. L’ordinateur doit attendre la mémoire de l’unité, le temps d’accès typique à la mémoire varie de plusieurs utilisations. Les sections de mémoire sont souvent subdivisées en unités appelées pages.
L’ensemble de la section de mémoire peut impliquer des millions de cordons, quand une page contient entre 256 & 4k verrues. L’ordinateur peut accéder à un emplacement de mémoire en diminuant d’abord une page particulière, puis en accédant à un emplacement sur cette page. L’avantage de la pagination est que l’ordinateur peut atteindre plusieurs emplacements sur la même page avec seulement l’adresse dans la page. Le processus est comme la description d’une adresse de rue en spécifiant d’abord l’aspect et en énumérant ensuite les numéros de have.
La section de contrôle transfère les données vers ou depuis la mémoire comme suit.
1. La section de contrôle lit une adresse à la mémoire.
2. La section de contrôle envoie un signal de lecture et d’écriture à la mémoire pour indiquer, la direction de la transformation.
3. La section de contrôle attend que le transfert soit terminé .ce délai précède le transfert effectif des données dans le cas de l’entrée et le suit dans le cas de la sortie.
Ports d’entrée/sortie:
Les ports d’entrée & de sortie fournissent au micro-ordinateur la capacité de communiquer avec le monde extérieur. Les ports d’entrée permettent aux données de passer du monde extérieur aux données µc qui seront utilisées dans la manipulation des données effectuée par le micro-ordinateur pour envoyer des données aux dispositifs de sortie L’utilisateur peut entrer des instructions (c’est-à-dire un programme) et des données dans la mémoire par le biais de dispositifs d’entrée tels que le clavier, ou de simples commutateurs, CRT, dispositifs de disque, lecteurs de bande ou de carte. Les ordinateurs sont également utilisés pour mesurer et contrôler des quantités physiques comme la température, la pression, la vitesse, etc.
À ces fins, des transducteurs sont utilisés pour conventer les quantités physiques en signaux électriques proportionnels Les ordinateurs A/D sont utilisés pour convertir les signaux électriques en signaux numériques qui sont envoyés à l’ordinateur.
L’ordinateur envoie les résultats du calcul aux dispositifs de sortie, par exemple les LED, les CRT, les convertisseurs D/A, les imprimantes, etc. Ces périphériques d’entrée/sortie permettent à l’ordinateur de communiquer avec le monde extérieur Les périphériques d’entrée/sortie sont appelés périphériques.
Générateur d’horloge :
Les opérations à l’intérieur du p ainsi que dans d’autres parties du c, sont généralement synchrones par nature. Le générateur d’horloge génère les périodes d’horloge appropriées pendant lesquelles les exécutions d’instructions sont effectuées par le microprocesseur. Cette condition garantit que les événements dans les différentes voies des systèmes peuvent se dérouler de manière systématique.
Certains des microprocesseurs ont un circuit générateur d’horloge interne pour générer un signal d’horloge. Ces microprocesseurs nécessitent un cristal externe ou un réseau RC à connecter aux broches appropriées pour décider de la fréquence de fonctionnement (par exemple 8085). Certains microprocesseurs ont besoin d’un générateur d’horloge externe (par exemple 8086).Ces microprocesseurs fournissent également un signal d’horloge de sortie qui peut être utilisé par d’autres dispositifs du système de micro-ordinateur pour leur synchronisation.
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