Тез тасымалдану схемасы (ТТС)  1-схема. Тез тасымалдау. ЦПЭ-да операндтарды жинақтаумен параллельді тез тасымалдану цифрларының қалыптасуына арналған. ТТС-да тасымалдану цифры аіжәне bі1-ге тең болған жағдайда ғана қалыптасады. ЦПЭ бұл жағдайда Үі= aibi=1 сигналын шығарады. Немесе егер операндтардан және кіші разрядтың тасымалдану центрі бірге тең болса, онда:  Хі және Рі 1-ге тең болған жағдайда, жоғарғы разрядқа тасымалдану цифры –1. Тасымалдану цифрының қалыптасу шарты:  ТТС тасымалдану цифрының қалыптасуымен берілген бір разрядты сумматор схемасы Тасымалдану цифры тасымалданудың және МББ белгілер регистрінің шығысынан оңға ығысудың орташа кірісімен келіп түседі. Тасымалдану цифры тез тасымалдану схемасына және кіші ЦПЭ –ның кіші разрядына беріледі. Берілген схемада 16 - разрядты берілгендерді өңдеуге арналған 8 ЦПЭ біріктірілген. Оңға ығысу центрлік процессорлік элементтер арасында өтпелі тасымалданумен беріледі. ТТС-да тасымалдану цифры, ЦПЭ-ғы операндтардың жинақталуымен бірге бір уақытта қалыптасады. Кіші разрядтан оңға ығысу және үлкен ЦПЭ-нің үлкен разрядынан тасымалдану цифры МББ белгілерінің кірісімен қосылатын тасымалданудың біріккен шығысына беріледі. Тасымалданудың соңғы цифры тасымалдануға рұқсат (ТС) кірісіне қандай сигнал берілетіне байланысты, соңғы ЦПЭ –да сол сияқты ТТС-да да қалыптаса алады. Егер ТР=1, онда тасымалдану цифры ТТС-ның шығысынан ал ТР=1 болса, онда ЦПЭ –дан түсіріледі. ТТС қолдануға байланысты үлкен ЦПЭ –нің үлкен разрядынан С9 тасымалданудың таратылған уақыты 20нс –ға дейін қысқарады. Негізгі әдебиет: [1 - 3] Қосымша әдебиет: [1 -4] Дәріс14-15 Тақырып 8 Қоректендіру блоктарының сұлбатехникасы және ЭЕМ құрылғыларын программалық басқару элементтері Компьютер – өзіне берілген бұйрықтарды орындау арқылы есептерді шығара алатын машина. Қандай да бір есепті шешу үшін берілген бұйрықтардың тізбегі программа деп аталады. Аппараттық жабдықтардың көмегімен орындалатын бұйрықтардың тілін машиналық деп атайды. Бірақ программаларды машиналық тілде жазу қиын. Бұл проблеманы шешудің бірден-бір жолы адамға ыңғайлы жаңа бұйрықтарды ойлап табу. Жаңа тілдің бұйрықтары машинаға түсінікті болуүшін оларды машиналық тілге ауыстыру жолдарын қарастыру қажет. Оны шешу үшін екі технология белгілі: оның бірі трансляция деп аталатын алғашқы программаның орнына машина тілінде жазылған жаңа программаны орындау. Екіншісі алғашқы тілде жазылған бұйрықтарды енгізілетін берілгендер деп түсінетін және оларды кезекпен қарастыра отырып, машина тілінің эквивалентті бұйрықтарын орындайтын машина тілінде жазылған программа. Бұл технология жаңа программаны құрастыруды қажет етпейді және интерпретация, ал оны орындайтын программа интерпретатор деп аталады. Екі әдісті де қолдану барысында компьютер берілген бұйрықтарға эквивалентті машина тілінде жазылған бұйрықтар тобын орындайды. Сонымен, бұйрықтарды аппараттық құрылымдарға түсінікті болатындай тілге ауыстыру процесі жайлы ойланбай-ақ машина тілі ретінде жаңадан құрылған тілді қабылдайтын қандай да бір виртуалды машинаның барлығын елестетуге болады. Мұндай машинаны 1-деңгейдегі виртуалды машина, ал машиналық тілді машинаны 0-деңгейдегі виртуалды машина деп атайды. Транцляциялау мен интерпретациялау өз деңгейінде орындалу үшін екі виртуалды машиналардың тілдері тым алшақ болмауы керек. Осыдан кейін бірінші виртуалды машиналарға қарағанда көбінесе компьютерден гөрі адамға бағытталған бұйрықтар тобын құруға болады. Бұл бұйрықтардың үшінші тобы 2-деңгейдегі виртуалды машиналарға сәйкес тіл құруға мүмкіндік береді. Бұл қатар қолданушы үшін қолайлы тіл табылғанша жалғаса береді. Мұндай әрбір тіл өзінен алда тұрған тілді негізге ала отырып құрылады, сондықтан компьютерді деңгейлер қатары түрінде қарастыруға болады. Тармақтық құрылымның төменгі бөлімінде орналасқан тіл ең қарапайым, ал еңжоғарғы бөлімінде орналасқан тіл күрделі тіл болып табылады. n деңгей Тn машиналықтілдіМn виртуалды машина Тn тілінде жазылған программа программа- интерпретатор арқылы түсіндіріледі немесе одан төменгі деңгейдегі машина тіліне трансляцияланады ………… 3 деңгей Т3 машиналықтілдіМ3 виртуалды машина 2 деңгей Т2 машиналықтілдіМ2 виртуалды машина Т2 тілінде жазылған программа М1немесе М0 машиналарында жұмыс істейтін программа- интерпретатор арқылы түсіндіріледі немесе Т1 немесе Т0-ге трансляцияланады 1 деңгей Т1 машиналықтілдіМ1 виртуалды машина Т1 тілінде жазылған программа М0 машинасында жұмыс істейтін программа-интерпретатор арқылы түсіндіріледі немесе Т0-ге трансляцияланады 0 деңгей Т0 машиналықтілдіМ0 виртуалды машина Т0 тілінде жазылған программа электронды үрділермен орындалады Көпдеңгейлі машина, Тіл мен виртуалды машина арасында маңызды тәуелділік орын алған. Әрбір машинаның өзі орындай алатын барлық бұйрықтардан тұратын машиналық тілі бар. Негізінде машина тілді анықтайды. Дәл солай осы тілде жазылған бұйрықтарды орындайтын машинаны тілдің өзі анықтайды. n деңгейлі компьютерді жеке машиналық тілі бар әртүрлі n виртуальді машина деп қарастыруға болады. Қазіргі заманғы көпдеңгейлі машиналар Қазіргі заманғы компьютерлер екі немесе одан да көп деңгейлерден тұрады. Алты деңгейлі машиналар да бар 0-деңгей машинаның аппараттық жабдықталуы. Оның электронды үрділері 1-деңгейде жазылған программаларды орындайды. Бұл деңгейден де төмен орналасқан физикалық құрылымдар деңгейі деп аталатын деңгей бар. Онда транзисторлар орналасады. 5 деңгей .Жоғары деңгейдің тілі Трансляция (компилятор) 4 деңгей Ассемблер тілінің деңгейі Трансляция (ассемблер) 3 деңгей Операциялық жүйе деңгейі Трансляция (ассемблер) 2 деңгей Архитектуралық бұйрықтар Интерпретациялау (микропрограмма) немесе 1 деңгей. Микроархитектуралық деңгей .Аппараттық жабдықтау 0 деңгей .Цифрлік логикалық деңгей Әрбір деңгейдіқолдауәдісімен көрсетілген көпдеңгейлі компьютер Ең төменгі цифрлік логикалық деңгейде обьектілер вентильдер деп аталады. Вентильдер транзисторлар сияқты аналогтық компоненттерден тұрғанымен, цифрлік құрылғылар тәрізді оларды дәл үлгілеуге болады. Әрбір вентильдің бір немесе бірнеше цифрлік енгізу сигналдары бар. Вентиль ол сигналдардың НЕМЕСЕ, ЖӘНЕ сияқты жай функцияларын есептейді. Әрбір вентиль бірнеше транзисторлардан тұрады. Бірнеше вентильдер 0 немесе 1- ден тұратын жадының битін құрайды. 16, 32немесе 64 биттен топтастырылған жадының биттері регистрлерді құрайды. Әрбір регистр шектелген ұзындықты екілік санды сақтайды. Компьютердің өзі де вентильдерден тұруы мүмкін.Келесі деңгей – микроархитектуралық деңгей. Бұл деңгейде арифметикалық-логикалық құрылым (АЛҚ) деп аталатын жергілікті жадыны және үрдіні құрайтын 8 және 32 регистрлердің тобын көруге болады. АЛҚ қарапайым арифметикалық амалдарды орындайды. АЛҚ мен регистрлер қосылып берілгендер трактісін құрайды. Берілгендер трактісінің негізгі функциясы АЛҚ-ның қандай да бір амалдар орындау барысында пайда болған, мысалы қосу амалы, нәтижесін орналастыратын бір немесе бірнеше регистрді таңдау. Кейбір машиналарда берілгендер трактісінің жұмысы микропрограмма деп аталатын ерекше программа арқылыбақыланады. Басқа машиналарда берілгендер трактісінің жұмысы аппараттық жабдықтардың көмегімен бақыланады. Келесі деңгей архитектуралық бұйрықтар деңгейі деп аталады. Интерпретациялау (микропрограмма) немесе тікелей орындау арқылы жүзеге асырылатын машиналық бұйрықтардың тобынан тұрады. 3-деңгей көбінесе гибридті болып келеді. Бұл деңгейдің көптеген бұйрықтары архитектуралық бұйрықтар деңгейін қайталайды (бір деңгейде кездесетін бұйрықтар басқа деңгейде де кездесе береді). 3-деңгейде пайда болған жаңа құрылғылар осы деңгейде жұмыс істейтін интерпретатор арқылы жүзеге асырылады. Бұл интерпретатор операциялық жүйе деп аталады. 3-деңгейдегі бұйрықтар 2-деңгей бұйрықтарына ұқсас микропрограмма немесе аппараттық жабдықтардың көмегімен орындалады. Басқаша айтқанда, 3-деңгейдің бір бөлігі операциялық жүйе орындалса, басқа бөлігі микропрограммамен интерпретацияланады. Бұл деңгейдің гибридті деп аталуы да сондықтан. Ол операциялықжүйе деңгейі деп аталады. 4-деңгей мен 3-деңгейлер арасында айтарлықтай айырмашылық бар. Төменгі үш деңгей неғұрлым жоғары деңгейді қолдайтын трансляторлар мен интерпретаторларды қызметін атқарады. Оларды жаңа виртуалды машиналарды құрумен және жасаумен айналысатын жүйелік программистер жазады. 4-деңгей мен одан жоғары жатқан деңгейлер нақты есептерді шешуші қолданбалы программистерге арналған. 2 және 3-деңгейлер интерпретацияланады да одан жоғары деңгейлер транслятордан қолдау табады. 1,2 және 3-деңгейлер машиналық тілдері цифрлік. 4-деңгей мен одан жоғары деңгейлер тілдері адамға түсінікті сөздер мен қысқартулардан тұрады. Төртінші деңгей төменгі деңгейлі тілдің символдық формасын құрайды. Бұл деңгейдің программалары алдымен 1, 2 және 3-деңгейдің тілімен трансляцияланады да одан кейін сәйкес виртуалды немесе нақты бар машинаның тілімен интерпретациялынады. Негізгі әдебиет: [1 - 5] Қосымша әдебиет: [1 - 6] Оқу сабақтарына бағдарламалық және мультимедиалық ілеспе Тақырып | Сабақ түрі | Бағдарламалық өнім түрі | Қолайлы орын | Арнайы дәрісхана атауы | Дешифраторлар | Дәріс | Мультимедиалық тақпа | Кафедра | Мультимедиалық кеңейтілген дәрісхана | Мультиплексорлар | Дәріс | Мультимедиалық тақпа | Кафедра | Мультимедиалық кеңейтілген дәрісхана | Electronics WorkBench 5.12c программасында схемотехникалық модельдеумен танысу. Электрлік фонариктің схемасын жинау. | Тәжірибелік | Electronics WorkBench 5.12c ортасы | Кафедра | компьютерлік сынып | Негізгі логикалық элементтердің ақиқат кестесімен тексеру | СӨОЖ | Electronics WorkBench 5.12c ортасы | Кафедра | компьютерлік сынып | Практикалық (семинарлық) сабақтар жоспары Пәнді игеру бойынша әдістемелік нұсқаулар ПРАКТИКАЛЫҚ САБАҚТАРДЫ ОРЫНДАУҒА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР № | Зертханалық сабақтың тақырыптары | Сағаттар саны | | Электрондық есептегіш машиналардың логикалық элементтері және сандық (цифрлік) құрылғыларды синтездеу | | | Дешифратордің (декодер) синтездеу және жұмысын зерттеу. дешифратормен жұмыс істеу әдістемесі | | | Триггерлерді зерттеу. Триггерлердің жалпы сипаттамалары | | | Регистрлер мен цифрлік санауыштарды зерттеу | | | Мультиплексатор және сумматорды зерттеу | | | Жадылы логикалық жүйелер. еске сақтау құрылғылары | | | Барлығы | | Типтік есептеулер, есептеме-графикалық, зартханалық жұмыстарды, курстық жұмыстарды (жобаларды) орындау бойынша әдістемелік нұсқаулар мен ұсыныстар (Оқу жұмыс жоспарында жоспарланған сағат бойынша алынады)* Пән: «Сұлбатехника» Мамандық 5В070300-Ақпараттық жүйелер» Зертханалық жұмыстар тақырыптары № | Тақырыптардың негізгі мазмұны | | | | ……………….. | ELECTRONICS WORKBENCH сұлбатехникалық модельдеу бағдарламасы компененттері мен элементтері (цифрлік бөлігінің нұсқауы) ELECTRONICS WORKBENCH сұлба-техникалық модельдеу бағдарламасы арқылы ЭЕМ-ның аналогтық және сандық (цифрлік) құрылғыларын компьютермен модельдеуге арналған виртуалдық зертханалық жұмыстардың нәтижесі ондағы нақты процестер туралы мәліметтер бере алады. Мұндағы виртуалдық өлшеуіш аспаптарының көмегімен тұрақты және өтпелі процестерді зерттеуге, әртүрлі электрондық құрылғылардың электрлік параметрлерін өзгертуге, олардың жұмысын синтездеу, бақылау және қадағалауға болады. Бағдарламаның жұмыс терезесінің (үстелінің) оң жағындағы вертикал бөлігінде әртүрлі электрондық компоненттерді қамтыған инструменттер панелі, ал жоғарғы жағының сол жақ бөлігінде бақылау-өлшеуіш аспаптарының пиктограммалары орналасқан (1-сурет).  Сурет Жұмыс үстеліне берілген сұлбаны құрастыру үшін төмендегі әрекеттерді рет-ретімен орындаңыз: 1) алдымен тінтурдің көмегімен, вертикал орналасқан инструменттер панеліндегі қажетті электрондық компоненттерді бір-бірлеп жұмыс үстеліне әкеліп орналастырыңыз; 2) электрондық компоненттерді электрондық сұлбадағы орнына байланысты құрастыружәне ықшамдап орналастыру жағын қадағалаңыз; 3) электрондық компоненттердің арасын өткізгіштермен қосыңыз; 4) компоненттердің мәндерін беріңіз; 5) жұмыс үстелінің жоғары жағында горизонтал орналасқан бақылау-өлшеуіш аспаптарын сұлбаға қосыңыз. Бағдарламада төмендегі логикалық элементтер мен түйіндерді (компоненттер) пайдаланады: AND И элемент OR ИЛИ элемент XOR ИЛИ өзгеше (исключающее) элемент NOT НЕ элемент NAND И-НЕ элемент NOR ИЛИ-НЕ элемент Probe Зонд(индикатор) Connector біріктіріп қосқыш Ground Жерлендіргіш Battery Батарей (ток көзі) RS flip-flop RS-триггер D flip-flop D-триггер JK flip-flop JK-триггер Half-adder Жартылай сумматор Seven-segment display Жетісегментті индикатор Decoded seven-segment display Дешифраторлы жетісегментті индикатор Switch Ауыстырып қосқыш AND (И – ЖӘНЕ элементі) Теория Элементтің A және B кірістерінің мәндеріне сәйкес логикалық элементтің C шығысындағы атқарған мәндері мына кестеде келтірілген: A | B | C -------------- 0 | 0 | 0 0 | 1 | 0 1 | 0 | 0 1 | 1 | 1 OR (ИЛИ – НЕМЕСЕ элемент) Теория Логикалық есептеу мәндерінің кестесі: A | B | C ----------------- 0 | 0 | 0 0 | 1 | 1 1 | 0 | 1 1 | 1 | 1 XOR (өзгеше ИЛИ элементі) Теория Логикалық есептеу мәндерінің кестесі: A | B | C ----------------- 0 | 0 | 0 0 | 1 | 1 1 | 0 | 1 1 | 1 | 0 NOT ( НЕинвертор) Теория Бұл элементтің C шығысының күйі (мәні) A.кірісінің күйіне (мәніне) әрқашанда қарама-қарсы. A | C ----------- 0 | 1 1 | 0 NAND ( И-НЕ) Теория Логикалық есептеу мәндерінің кестесі: A | B | C ----------------- 0 | 0 | 1 0 | 1 | 1 1 | 0 | 1 1 | 1 | 0 NOR ( ИЛИ-НЕ) Теория A | B | C ----------------- 0 | 0 | 1 0 | 1 | 0 1 | 0 | 0 1 | 1 | 0 Probe (Зонд- индикатор)  Зонд-сәулелік диодтың міндетін атқарады. Егер оның кірісіне "1".символы берілсе, онда ол жарқырайды (сәулеленеді). Connector (біріктіргіш) Дөңгелек нүкте – екі немесе көптеген элементтердің өзара бірігіп жалғанғанын білдіреді. Ground (жерлестіргіш)  Мұндағы жер сөзі – потенциялы нөлге, яғни жердің потенциялына тең нүкте. Battery (Батарей-ток немесе ЭҚК көзі) Батарей жүйені оң кернеумен қамтамасыз етеді (+5 V), оған екілік "1" немесе логикалық бірлік (ИСТИНЕ) деңгейі сәйкес келеді. Триггеры Триггеры – электрондық еске сақтау ұяшығы, ол логикалық 1 немесе 0 деңгейін сақтауға қабілетті. Бағдарламада триггерлердің үш түрін пайдаланады: 1. RS –триггер( Асинхрондық RS –триггер).  Триггердің жұмыстау принципі мына кестеде келтірілген: S R | Q Q' ------------------ 0 0 | - - (өзгеріссіз) 0 1 | 0 1 1 0 | 1 0 1 1 | x x (күйі белгісіз) - D –триггер (біртактілі)
 Сlock кірісіне импульстің оң фронты келген кезде ғана қабылдайды. D триггер әрбір синхрондаушы импульс келген кезде D кірісіндегі логикалық айнымалының мәнімен анықталатын жаңа күй қалыптасады. Логикалық қалыптасу мәндерінің кестесі: D C | Qt+1 ------------------ 0 0 | 0 (сброс) 1 1 | 1 (құрылғы) JK –триггер  JK триггер clock.кірісіне келген импульстің теріс құлдырауы кезінде жаңа күйге көшеді. Логикалық қалыптасу мәндерінің кестесі: Предуст.| Сброс | J K | Clock | Q Q' ----------------------------------------- 1 | 0 | X X | X | 1 0 0 | 1 | X X | X | 0 1 0 | 0 | 0 0 | - | - - (өзгеріссіз) 0 | 0 | 0 1 | - | 0 1 0 | 0 | 1 0 | - | 1 0 0 | 0 | 1 1 | - | - - (кеі күйге ауысу.) Жартылай сумматор  Жартылайсумматор – екілік қосу операциясын атқарады. Екілік қосу операциясы төрт ереже бойынша жүріледі: 0 + 0 = 0 1 + 0 = 1 0 + 1 = 1 1 + 1 = 0 және 1-ге ауысу Жетісегментті индикатор  Жетісегментті индикатор сұлбаның күйін көрсетеді. Жеті ұштары a -дан g –ге дейінгі сегменттерді басқарады. a ----- f | g | b --- e | | c ----- d Кірісіне логикалық 1 берілген сегмент сәулеленеді (жарқырайды). |