The manga guide. Mikroprocesory

Spis treści

Wprowadzenie xi 1 1 Co robi procesor? 1 Komputery mogą przetwarzać dowolny typ informacji 11 Procesor jest sercem każdego komputera 14 Pięć elementów współczesnego komputera 16 Jednostka arytmetyczno-logiczna, ALU: serce procesora 22 Procesor przetwarza informacje i podejmuje decyzje 25 Czym w zasadzie jest informacja? 30 Różnica między informacją analogową i cyfrową 31 235 Działania na cyfrach 35 Świat komputerów jest binarny 36 Przeciwne stany 1 i 0 37 Systemy dziesiętny i binarny (dwójkowy) 38 Wyrażanie liczb w postaci binarnej 40 Liczby stałoprzecinkowe i zmiennoprzecinkowe 42 Binarne dodawanie i odejmowanie 44 Obwody scalone zawierają bramki logiczne 48 Czym są działania logiczne? 48 Podstawowe bramki logiczne: AND (i), OR (lub) oraz NOT (nie) 51 Tablice i diagramy Venna 53 Podsumowanie bramek AND, OR i NOT 55 Inne podstawowe bramki: NAND, NOR i XOR 57 Zestawienie bramek NAND, NOR i XOR 58 Prawa de Morgana 60 Układy, które wykonują działania arytmetyczne 62 Układ dodawania 62 Sumator jednobitowy 64 Sumator i sumator kaskadowy 66 Sumator równoległy 68 Układy, które pamiętają 70 Układy z pamięcią są niezbędne 70 Przerzutnik: podstawa układów pamięci 74 Przerzutnik typu RS 76 Przerzutnik typu D i zegar 78 Przerzutniki T i liczniki 81 Nowoczesne projekty układów: CAD i FPGA 85 387 Architektura procesora 87 Wszystko o pamięci i procesorze 88 Pamięć ma przypisany adres 89 Dane przechodzą po szynie 92 Szerokość szyny i bity 94 Sygnały R/W (odczytu i zapisu) oraz we/wy 98 Instrukcje składają się argumentów i kodów operacji 101 W działaniach używane są akumulatory i inne rejestry 103 Przetwarzanie instrukcji przez procesor 106 Klasyczna architektura procesora 106 Cykl instrukcji 107 Przetwarzane instrukcje zmieniają się zgodnie z licznikiem instrukcji 112 Wszystkie rodzaje urządzeń pamięci 115 Porównanie między HDD a pamięcią 116 Obszar RAM, ROM i we/wy 119 Czym są przerwania? 122 Przerwania są użyteczne 122 Stos i wskaźnik stosu 126 Priorytet przerwań 128 Klasyfikacja pamięci 132 Porty we/wy i GPU 132 Częstotliwość zegara oraz stopień dokładności 133 Generatory zegara 134 Przerwania licznika czasu 135 Sygnały reset 136 Wydajność procesora mierzona jest w jednostkach FLOPS 137 4139 Działania 139 Typy działań 140 Istnieje wiele rodzajów instrukcji 142 Instrukcje działań arytmetycznych i logicznych 144 Co to jest przesunięcie bitowe? 145 Bit znaku pozwala nam zapisywać ujemne liczby binarne 147 Przesunięcia logiczne i arytmetyczne 149 Przesunięcia cykliczne (rotacja bitowa) 152 Przesyłanie danych 153 Instrukcje wejścia/wyjścia 154 Instrukcje rozgałęzień 155 Wyznaczanie wartości warunków i flagi stanu 158 Powiązanie odgałęzień i wyznaczania wartości warunków 161 Typy argumentów 162 Ile mamy rodzajów argumentów? 162 Argumenty przyjmują wiele postaci 165 Natychmiastowe (bezpośrednie) przetwarzanie wartości 166 Odwołania do adresów 167 Czym są tryby adresowania? 168 Przegląd trybów adresowania 172 Struktura działań w jednostce artymetyczno-logicznej (ALU) 176 ALU od środka 176 Podstawowa architektura układu 74S181 178 Transmisja szeregowa i transmisja równoległa 185 Przegląd podstawowych rejestrów 186 Przegląd podstawowych flag stanu 187 Instrukcja SLEEP 188 5189 Programy 189 Asemblery i języki wyższego poziomu 190 Czym są asemblery? 192 Cechy języków asemblera i języków wyższego poziomu 194 Różnica między programem a kodem źródłowym 199 Podstawy programów 200 Co można zrobić przy użyciu warunków i skoków? 200 Do czego możemy wykorzystywać komputer? 204 Gdzie są przechowywane programy? 208 Co dzieje się przed wykonaniem programu? 208 6211 Mikrokontrolery 211 Czym są mikrokontrolery? 212 Mikrokontrolery są we wszystkich typach produktów 213 Funkcja mikrokontrolera 214 Architektura mikrokontrolera 219 Czym są układy DSP? 222 DSP i działania mnożenia i akumulacji (multiply-accumulate) 224 Mikrokontrolery w maszynach przemysłowych 224 Epilog 227 Posłowie 239 IndEKS 241