§ 35. Как устроена ЭВМ. Микропроцессорные системы

В предыдущем параграфе мы рассказали о том, как процессор и память взаимодействуют между собой во время выполнения программы. Но процессор, кроме того, организует работу остальных устройств ЭВМ - клавиатуры, дисплея, дисковода и так далее. Эти устройства осуществляют связь ЭВМ с "внешним миром", и потому называются внешними.

Процессор, выполняя определенную программу, координирует работу внешних устройств, посылая им и принимая от них информацию. Информация при этом передается в виде электрических импульсов двух видов. Импульс высокого напряжения обычно обозначают нулем, а импульс низкого напряжения - единицей. Тем самым информация в ЭВМ кодируется, как вы уже знаете, двумя символами.

Процессор связан с внешними устройствами через магистраль. По сути, это телефонный кабель, пучок проводов. К магистрали параллельно подсоединены все внешние устройства, как телефоны к телефонному кабелю; "обращение" процессора к внешнему устройству похоже на вызов абонента по телефону. Все устройства пронумерованы. Когда нужно обратиться к внешнему устройству, в магистраль посылается его номер. Как и телефон, устройство может быть свободно или занято. Приняв сигнал "свободно", процессор посылает "абоненту" необходимую информацию.

Каждое внешнее устройство снабжено специальным "приемником" сигналов - его называют контроллером. Контроллер играет роль телефонного аппарата. Он принимает сигнал от процессора и дешифрует его. Например, контроллер экрана, приняв сигнал 01000001 (код буквы "А"), преобразует его в указание электронно-лучевой трубке изобразить на экране букву "А".

Вот общая схема микро ЭВМ (треугольниками изображены контроллеры):

Схема микро ЭВМ

Отметим принципиально важное обстоятельство. Процессор лишь подает команду. Ему "безразлично", как она будет выполняться,- за это отвечает контроллер соответствующего внешнего устройства. Поэтому можно заменять одни внешние устройства ЭВМ другими, нужны лишь соответствующие контроллеры.

Присоединяя процессоры к различным внешним устройствам - станкам или роботам, можно сделать управление этими устройствами автоматическим. Успехи микроэлектроники позволили создать процессоры, полностью размещаемые на одной монокристаллической пластинке кремния или германия площадью менее 0,1 см²,- микропроцессоры. Они дешевы и надежны. Технические системы, управляемые микропроцессорами, называются микропроцессорными системами. Создание таких систем - одно из основных направлений использования ЭВМ в современном мире.

Вопросы

1. Что такое внешнее устройство ЭВМ?

2. Для чего служат магистраль и контроллеры?

3. Что такое микропроцессорная система?