Тема 3.3 Архитектура памяти

1) Проблемы короткого машинного слова и архитектурные методы решения этих проблем.

В первых ПК разрядность РОНов МП, разрядность ШД и ячейки ОП равна 8. Такие ЭВМ назывались ЭВМ с короткими словами. В таких ЭВМ много трудностей: малое быстродействие, возможность применения одно, двух, трёх байтовых команд, незащищённость ОП и так далее. Для увеличения быстродействия появились новые архитектурные решения – это использование стекового механизма и новых методов адресации. Поэтому в структуре МП появился новый регистр SP и программно доступный регистр IP.

Далее появились 16 разрядные МП. То есть РОНы, ШД и ячейки ОП имели разрядность 16. Затем 32 разрядные МП с появлением новых форматов команд. В первых таких МП ШД = 32, ячейки ОП – 32. Но начиная с Pentium3 ШД возросла до 64, модули памяти – с 64 разрядными ячейками ОП. То есть для увеличения быстродействия с коротких слов перешли на двойные слова разрядностью 32, или двойного слова – 64

2) Архитектура памяти (См. Раздел 2)

3) Форматы команд (См. Раздел 3)

Тема 3.4 Организация ввода/вывода и системы прерываний

1) Пространство ввода/вывода

МП и УВВ имеют раздельную адресацию памяти и портов ввода/вывода.

Инструкции ввода/вывода инициируют шинные циклы обмена, в которых обязательно присутствуют сигналы IOR, IOW. Эти сигналы и отличают пространство ввода/вывода от пространства памяти (сигналы MWTC, MRDC). Для обращения к пространству ввода/вывода используется 4 команды

IN – ввод из порта в регистр МП

OUT – вывод из регистра МП в порт

INS – ввод из порта в элемент строки памяти

OUTS – вывод элемента из строки памяти

Разрядность слова, передаваемого за одну инструкцию ввода/вывода равна 8, 16 или 32 бита. Инструкция ввода/вывода использует 2 типа адресации:

а) Непосредственную (8 битную), где адрес порта следует сразу за кодом операции. Можем адресовать 256 портов 00-FFh

б) Косвенная адресация через регистр dx МП, содержащий 16 разрядный адрес порта, но используется из них только 10 младших разрядов А0-А9. Поэтому обращение к портам идёт в диапазоне 000-3FFh. Старшие разряды игнорируются, хотя и поступают на шину.

Таблица 4 - Таблица адресов портов ввода/вывода

Диапазон адресов	Назначение
000-01F	Первый контроллер DMA
020-03F	Первый контроллер прерывания
040-05F	Таймер
060-06F	Контроллер клавиатуры
070-07F	Текущее время
080-09F	Регистр страниц DMA
0A0-0BF	Второй контроллер прерываний
0E0-0FF	Сопроцессор
100-1EF	Свободен
1F0-1F8	Контроллер винчестера
1F9-1FF	Свободен
200-20F	Игровой порт
210-217	Свободен
218-24F	Свободен
250-277	Свободен
278-27F	LPT2
280-2EF	Свободен

Продолжение таблицы 4

2F0-2FF	COM2
300-31F	Свободен
320-35F	Свободен
360-36F	Сетевой контроллер
370-377	Свободен
378-37F	LPT1
380-38F	SDLC2 – синхронное управление передачей данных 2
390-39F	Свободен
3A0-3AF	SDLC1 (северный)
3B0-3BF	Монохромный графический адаптер МDA
3С0-3СА	Видеокарта EGA
3D0-3DF	Видеокарта CGA
3E0-3EF	Свободен
3F0-3F7	Контроллер флоппи
3F8-3FF	COM1