- •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.
Организация работы с внешней памятью.
(магнитные диски)
Различаются на физическую и логическую организацию информации на носителях.
На физическом уровне рассматривается распределение областей данных для хранения информации. На логическом уровне рассматривается организация файлов и методов доступа к ним.
Информация хранящаяся на машинном носителе на концентрированных окружностях называется дорожками, количество дорожек от 40…48 до 80…96 на дюйм.
Дорожки номеруются с внешней стороны и ее номер первой дорожки ноль. Все дорожки разбиваются на секторы по 512 байт в зависимости от плотности диска, количество секторов может меняться от 8 (360 Кб.) – 18 (1.44Мб.) – 36(2.88Мб.) на дорожку.
Несколько секторов объединяют в кластер, это делается для уменьшения объема таблицы размещения файлов (FAT). Кластер может содержать от двух до шестнадцати секторов, физическая организация диска осуществляется на этапе форматирования, которое реализует следующие функции:
Форматирование на сектора.
Проверка и регистрация дефектных секторов и кластеров.
Заполнение начальных секторов стандартной информацией.
Секторы:
0 - Начальный загрузочный
1, 2 – Две копии FAT(FileAllocationTable)
3 – Корневой каталог (пустой)
Корневой каталог состоит из записей длиной тридцать два байта, поля которых распределяются следующим образом:
Имя – 8 байт.
Расширение – 3 байта.
Атрибут – 1 байт (Hidden, Read-only, Archive).
Резерв – 10 байт.
Время последнего обращения к файлу – 2 байта.
Дата последнего обращения к файла – 2 байта.
Номер начального кластера файла 2 байта (в FAT).
Размер фиала 4 байта.
Это характерно для гибких дисков.
Жесткие диски:
HDD(HardDiskDrive) – имеет главную запись загрузки включая таблицу разделов (включая разбиение на таблицы). Каждый раздел позволяет иметь свою операционную систему, в таблице указывается, где находится разделDOCтаблица, а также сектор, какого раздела содержит начальную загрузку, в остальном каждый раздел организован как гибкий диск.
Организация работы с файлами на дисках в ms-dos.
Существует два способа доступа:
С использованием управляющих блоков файлов(УБФ (FCB)). Применялся в первых двух версиях операционной системы, поддерживается только для преемственности.
Не поддерживается иерархическая структура каталогов и доступ только к файлу в текущем каталоге.
Любое обращение к файлу требует специальной таблицы из УБФ.
Размещение буферной области данных (DTA–DataTransferArea) для этого метода зафиксирована и меняться не может.
Этот способ удобен для работы с файлами прямого доступа.
Через дескриптор файла (ДФ) (FH–FileHandler). /Используется в настоящее время/
для любого обращения к файлу требуется одно слово, в котором хранится индетификатор или номер файла.
Поддержка иерархических структур каталогов
DTA– может размещаться в любом месте
Структура УБФ (FCB).
1 байт – номер диска (0 – текущий , 1-А, 2-В, …)
8 байт – имя файла
3 байта – тип файла
2 байта – номер текущего блока (до 128 записей)
2 байта – размер записей (по умолчание 128 байт)
4 байта – размер файла
2 байта – дата последней модификации
10 байт – резерв операционной системы
2 байта – номер текущей записи
2 байта – номер записи ПД (прямого доступа)
№ Блока |
№ записи |
№ зап. ПД |
0 |
1 |
1 |
… |
… |
… |
0 |
127 |
127 |
1 |
0 |
128 |
1 |
1 |
129 |
… |
… |
… |
1 |
127 |
|
2 |
0 |
|
Нет атрибутов файла. Для этого используется расширенный УБФ (FCB) (+ 7 байт)
1 байт – OFFh
5 байт – ASCIIкод 0
1 байт – атрибуты файла
7 – файл доступен из NovellNetWare
6 – не используется
5 – архивный
4 – каталог
3 – метка тома
2 – системный (sys)
1 – скрытый (hidden)
0 – только для чтения (Readonly)
Операции над файлами.
Создание
Открытие
Передачи данных
Закрытие
Удаление
Создание файла для FCB.
FCB AH OFFh, 5DUP(0), 2, 1 ‘MyFile.dat’, 25DUP(0)
;проверка существования файла
mov AH, 11h ; поиск на A (указан в FCB)
lea dx, FCB ; DS:DX адрес FCB
int 21h
cmp al,0
je warn_user
mov ax, 16h ;функция создания файла
int 21h
cmp al, 0
jne error
Использование FH
Задается полный путь к файлу в виде ASCIIZ(нулевой байт в конце)
в DS:DXдолжен быть указан адрес строки.
Создается 16 битный номер файла, который помещается в AX.
Path DB ‘c:\level1\level2\myfile.dat’,0
mov ax, 4Eh; поиск файла
lea dx, path
int 21h
jnc warn_user ; файла нет CF 0
mov ax, 3Ch
mov cx, 0; байт атрибутов
int 21h
jc error
mov fnumber, ax
Тип ошибки (в AL):
2 – путь не существует
3 – открыто слишком много файлов
4 – нет места на диске.
FCB: Функция 0Fh– открывает файл
10h– закрывает файл
13h- удаляет файл
FH: Функция 3Dh– открывает файла
5Bh– создает и открывает файл
3Eh– закрывает файл
41h– удаляет файл
Открытие файла функцией FCB, сопровождается заполнением следующих полей:
Размер записи.
Дата модификации (берется из текущей даты).
Размер блока и номер текущей записи.
Еще есть запоминание текущего доступа.
Удаление файла той же функцией происходит путем замены первого байта в файле на E5h(удобно для восстановления файла и для замещения на новые данные). Нельзя совершить удаление при незакрытом файле. После закрытия файла все освобождаются буферные области.
Чтение / Запись
DTA(буфер)
файл на диске данные в оперативной памяти.
С точки зрения логической организации, файлы делятся на последовательный и прямой доступ.
В последовательном: файл может иметь переменную длину, разделяемый парой кодов 10hи 13h. И доступом в середину файла путем пропуска ограничтельных пар символов нужного количества раз.
(дескриптор более предрасположен к использованию последовательного доступа).
Прямой доступ: все записи имеют фиксированную длину и соответственно для доступа к некоторой записи необходимо сформировать ее адрес, путем умножения длины записи на ее номер.
Для FCB– поля выбираются из управляющей области памяти.