- •Организация и функционирование вычислительных машин
- •Раздел 1. Основные понятия архитектуры и организации эвм. 3
- •Раздел 2. Организация процессора и основной памяти вм 7
- •Раздел 3. Организация памяти в эвм 36
- •Раздел 4. Организация системы ввода-вывода в эвм. 52
- •Раздел1.Основныепонятия архитектуры и организации эвм. Состав электронной вычислительной машины (эвм)
- •Принцип программного управления и машина фон Неймана
- •Понятие архитектуры, организации и реализации эвм
- •Многоуровневая организация эвм.
- •Понятие семантического разрыва между уровнями
- •Организация аппаратных средств эвм
- •Типовая структура вм на микропроцессорных наборах
- •Раздел 2. Организация процессора и основной памяти вм
- •Типовая структура процессора и основной памяти
- •Основной цикл работы процессора
- •Организация процессора и памяти в микропроцессоре Intel 8086
- •Организация стека процессора
- •Распределение оперативной памяти в i8086, ms dos
- •Организация выполняемых программ в ms dos
- •Режимы адресации памяти в микропроцессоре Intel 8086
- •1. Регистровая адресация
- •2. Непосредственная адресация
- •3. Прямая адресация
- •4. Косвенная адресация
- •5. Адресация по базе
- •6. Косвенная адресация с масштабированием
- •7. Адресация по базе с индексированием и масштабированием
- •Система команд i8086
- •3DNow! от amd
- •Организация прерываний в процессоре Intel 80x86
- •Управление выполнением команд в эвм.
- •Способы формирования управляющих сигналов.
- •Простейшая схема формирователя управляющих сигналов
- •Способы кодирования микрокоманд.
- •Компьютеры с сокращенным набором команд.
- •Арифметические особенности risc процессоров.
- •Раздел 3. Организация памяти в эвм
- •Основные среды хранения информации.
- •Виды запоминающих устройств.
- •Память с произвольной выборкой.
- •Постоянные запоминающие устройства.
- •Ассоциативные запоминающие устройства (азу)
- •Иерархическая система памяти
- •Организация памяти типа кэш.
- •Организация структуры основной памяти в процессорах ix86.
- •Организация виртуальной памяти.
- •Организация виртуальной памяти на i386 и более старших моделях.
- •Организация работы с внешней памятью.
- •Организация работы с файлами на дисках в ms-dos.
- •Раздел 4. Организация системы ввода-вывода в эвм.
- •Архитектура систем ввода-вывода.
- •Способы выполнения операции передачи данных
- •Структуры контроллеров внешних устройств, для управления различными режимами передачи данных.
- •Программные средства управления вводом-выводом.
- •Основные компоненты процедуры управления ввода-вывода общего вида
- •Состав и реализация устанавливаемого драйвера символьного типа
- •Литература
- •Краткое введение в язык ассемблера.
- •1. Директивы задания данных
- •2. Директивы сегментации программы
- •3. Директивы группирования.
- •4. Порядок размещения сегментов.
- •5. Директивы ограничения используемых команд.
Основные среды хранения информации.
Магнитная среда.
В качестве носителя используется магнитные домены, в настоящее время их использование для внешних устройств не выгодно, так как они очень медленные.
Среда с накоплением зарядов.
В данном случае в качестве памяти имеется конденсатор и транзистор позволяющие хранить один бит информации. И в зависимости от материалов, есть биполярная полупроводниковая память (наиболее быстрая) и МОП (металл – оксид - полупроводник) сравнительно медленная, но дешевая.
Память на активных элементах с усилительными свойствами.
Использует триггеры, а сами структуры хранения называются регистрами (самая быстрая, но малой емкости из-за стоимости).
Оптические запоминающие устройства.
Запись информации осуществляется лазерным лучом, а представление информации определяется либо различными свойствами прохождения луча через среду, либо поляризацией материала среды (достаточно высокая плотность записи и малая цена хранения одного бита информации).
Виды запоминающих устройств.
Запоминающие устройства отличаются способом доступа к данным.
ППВ - память с произвольной выборкой (RAM–random-accessmemory).
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (ROM–read-onlymemory).
АЗУ – ассоциативное запоминающее устройство, отличительная особенность – доступ к элементам памяти по их содержимому.
Память с произвольной выборкой.
ППВ делится на два вида:
ППрД (память прямого доступа), в которой время доступа к элементу не зависит от положения предыдущего элемента.
ППослД (память последовательного доступа), в которой время доступа зависит от положения предыдущего элемента.
ППВ (RAM) наиболее быстрые виды:tВЫБ= (1..3) нс. – 10 нс. и С = 1мб. - 128мб.
С точки зрения реализации более распространены DRAM(Dynamic- динамическая) правда, для ее нормальной работы необходимо осуществлять регенерацию памяти через каждые16нс. (тем самым, подзаряжая конденсаторы).
DRAMорганиована в виде набора матриц, в которых указывается адрес строки (RowAddr(RAS)) и адрес столбца (ColumnAddr(CAS)). Существуют симметрические(1024x1024) и несимметрические(4096x1024)DRAM. В одном модуле желательно использовать одинаковую организацию.
Режимы памяти.
FPM(FastPageMode), режим при многократном последовательном обращение к одной и той же строке номер не задается (системная шина меньше двадцати пяти мегагерц).
EDO(ExtendedDataOut), режим при котором адресация нового столбца осуществляется до завершения предыдущего, производительность повышается примерно вдовое (системная шина от пятидесяти до шестидесяти мегагерц).
SDRAM(SynchronousDynamicRAM), ориентирована на обработку пакетов из четырех 32 битных или 64 битных слов, отличается общей синхронизацией управляющих сигналов от общего сигнала (системная шина выше семидесяти пяти мегагерц).
Конструкция исполнения.
SIMM – Single in-line memory module (72, 32 контактов).
DIMM – Dual in-line memory module (168 контактов).
Структура памяти с произвольной выборкой
Структура памяти с произвольной выборкой
Способ повышения производительности – память с чередованием адресов. Например, четыре модуля памяти имеют следующее распределение адресов:
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
0 |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
|
6 |
|
7 |
… |
|
… |
|
… |
|
… |
4m |
|
4m+1 |
|
4m+2 |
|
4m+3 |
Тогда для последовательных адресов возможность доступа процессора к памяти повышается в четыре раза: