типичного микропроцессора характерно выполнение элементарных арифметических действий и определенных команд. Использование микропроцессора связано с составлением программы обработки информации, т.е. определенной последовательности команд, и соединением с устройствами ввода - вывода информации.

Для решения более сложных задач, связанных с обработкой, анализом и хранением информации, используются микроэвм, представляющие собой объединение микропроцессора с запоминающим устройством, устройствами ввода - вывода информации и средств связи с внешними устройствами. МикроЭВМ характеризуются малыми размерами, высокой надежностью, сравнительно малой стоимостью, адаптивностью и возможностью встраиваться в различного рода оборудование.

Наиболее эффективно применение микроЭВМ для первичной обработки информации, предварительной обработки результатов измерений, управления отдельным процессом в сложной системе. На базе микроЭВМ созданы ЭВМ индивидуального пользования -персональные ЭВМ (ПЭВМ), которые должны удовлетворять следующим основным требованиям: небольшие размеры и автономность функционирования; аппаратные средства на базе микропроцессорной техники; универсальность, обеспечивающая ориентацию ЭВМ на широкий круг задач, решаемых пользователем с помощью удобных технических и программных средств; работа в диалоговом режиме с индивидуальным пользователем; простота освоения и доступность для индивидуального использования и т. д. Области применения ПЭВМ определены деловой сферой, сферой научных исследований и инженерных расчетов, образования и быта.

Отечественной промышленностью выпускаются ПЭВМ типа «Агат», диалоговый вычислительный комплекс (ДВК) на базе микроЭВМ «Электроника-НЦ», персональная ЭВМ ПК-8001 на базе микропроцессора КР580ИК80 и др.

Расширение сферы использования микропроцессоров приводит к необходимости ознакомления с основными принципами работы цифровых устройств большого контингента лиц - неспециалистов в данной области. Предлагаемое учебное пособие в определенной мере служит указанной цели.

Глава 1

МЕСТО МИКРОПРОЦЕССОРОВ И МИКРОЭВМ в СТРУКТУРЕ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

1,1 Классификация микропроцессорных средств

В последнее время происходит резкое увеличение доли микропроцессорной техники в составе вычислительных средств. Это обусловлено, в первую очередь, тем, что микропроцессоры позволяют использовать вычислительную и иную управленческую технику в самых различных отраслях народного хозяйства.

Для определения места микропроцессорных средств в составе вычислительной техники следует рассмотреть признаки классификации ЭВМ. Четкую грань между различными разновидностями современных ЭВМ определить невозможно. Наиболее характерным признаком классификации является производительность современных ЭВМ. Исходя из этого, можно выделить следующие группы: сверхбольшие ЭВМ, большие ЭВМ, мини-ЭВМ (малые ЭВМ), микроЭВМ и микропроцессоры.

Сверхбольшие ЭВМ - машины очень высокой производительности, предназначенные для выполнения сложных научных расчетов. Они производят от 1 до 12 млн. оп/с и имеют емкость оперативной памяти от 576 до 4608 Кбайт. Примером такой ЭВМ является «Эльбрус», которая включает от 1 до 10 процессоров, что определяет производительность и емкость основной памяти.

Большие ЭВМ представляют собой вычислительные системы общего назначения высокой производительности. Стоимость их в несколько раз ниже, чем сверхбольших машин. Примером таких машин являются ЭВМ серии ЕС ЭВМ.

Ми ни-ЭВМ (малые ЭВМ) - вычислительные машины общего назначения. По сравнению с большими , машинами имеют меньшие габариты и стоимость на один-два порядка ниже. В состав мини-ЭВМ включено арифметическо-логическое устройство (АЛУ), которое имеет малую разрядность и сравнительно небольшой набор команд. Примером мини-ЭВМ являются машины

серии АСВТ (М-бООО, М-6010), а также СМ ;{СМ-4, СМ-1600) и др.

Микроэвм - система, состоящая из микропроцессора, полупроводниковой памяти и средств связи с периферийными устройствами. Каждое из этих устройств чаще всего выполняется на интегральных схемах. Размеры микроэвм, как правило, невелики. Примерами микроэвм являются «Электроника-60», «Иск-ра-226», «Агат», ДВК, «Электроника-НЦ».

Микропроцессор (МП) является программно-управляемым устройством, состоящим из АЛУ, внутренних регистров и устройств управления (УУ). Он предназначен для реализации заданной системы команд. Примерами являются микропроцессор серии К580 и микропроцессорный набор серии К589.

От ЭВМ микропроцессор отличается не только своими малыми размерами, но и малой разрядностью чисел (от 4 до 32 разрядов).

Широкое применение микропроцессоров обусловлено следующими особенностями: выполнением на основе больших интегральных схем (БИС); наличием стандартной конфигурации (процессор - постоянное запоминающее устройство); универсальностью; программируе-мостью; встраиваемостью.

Выполнение микропроцессора на основе БИС позволяет обеспечить простоту производства (малое число корпусов, единая технология), низкую стоимость, малые габариты и потребляемую мощность, высокую надежность, а также простоту обслуживания.

Стандартная конфигурация означает не только единую технологию изготовления, но и универсальность действий. Универсальность обеспечивается наличием постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). Замена стандартных ПЗУ программируемыми позволяет получить устройства, применяемые в различных отраслях народного хозяйства.

Программируемость микропроцессора означает возможность работы электронной схемы по одной или нескольким заранее определяемым программам. Программы составляются и вводятся в микропроцессор в процессе создания схемы. Здесь следует выделить такие понятия, как «лсесткий» и программируемый принципы управления («жесткая» и программируемая логика). Приборы и станки, в которых основным является устройство с «жесткой» логикой, относятся к узкоспециализи-