- •Часть 1. Архитектура эвм
- •История развития процессоров
- •Основные характеристики процессоров и эвм
- •Базовая архитектура процессора (основные регистры и их назначение)
- •Система команд базовой эвм
- •Выполнение арифметических действий базовой эвм
- •Выполнение машинных команд (циклы)
- •Устройства ввода-вывода базовой эвм (контроллеры, дешифраторы)
- •Программно-управляемая передача данных
- •Асинхронный обмен данными
- •Вертикальная и горизонтальная кодировка микрокоманд
- •Организация памяти (адресация, распределение)
- •Основные понятия защищенного режима
- •Сегментация, дескрипторы
- •Страничное управление памятью
- •Переключение задач
- •Обмен данными по прерыванию
- •Прерывания и исключения (разновидности и характеристики)
- •Особенности архитектуры cisс процессоров
- •Особенности архитектуры risс процессоров
- •Шинная организация вычислительной техники (шины, адрес, данные, управление)
- •Часть 2. Основы вычислительных систем
- •Материнская (системная) плата. Архитектура. Чипсет материнской платы.
- •Видеокарты, разновидности и функционирование.
- •Аудиокарты, типы и принципы работы.
- •Чипсет материнской платы. Устройства, поддерживаемые материнской платой.
- •Процессор. Свойства и архитектура.
- •Оперативная память. Динамическая и статическая память.
- •Модули памяти. Устройство и применение. Быстродействие и производительность.
- •Cache-память. Механизмы работы и свойства. Кэширование оперативной памяти.
- •Связь компьютера с периферийными устройствами.
- •Понятие "Открытая система" и проблемы стандартизации
- •Многоуровневый подход. Протокол. Интерфейс. Стек протоколов
- •Модель osi.Уровни модели osi.
- •Основные понятия и концепции ввода-вывода. Режимы управления вводом-выводом
- •Закрепление устройств, общие устройства ввода-вывода. Кэширование операций ввода-вывода
- •Увеличение работоспособности процессора за счет bios.
- •Менеджер управления питанием компьютера. Автоматическое включение/выключение компьютера. Спящий режим. Пробуждение.
- •Bios. Производители и разновидности. Настройка системы.
- •Загрузка компьютера. Последовательность, параметры, настройка.
- •Мониторинг состояния системы. Bios, встроенные утилиты.
- •Сигналы системных ошибок компьютерной техники. Свет, звук, текст.
- •Сигналы award bios
- •Доступ к памяти
- •Быстрая загрузка и самотестирование компьютера.
- •Распределение ресурсов компьютера. Шины. Прерывания.
- •Жесткий диск. Защита от отказов. Улучшение параметров чтения-записи.
- •Raid-контроллеры. Уровни и их применение.
- •Scsi-контроллеры. Устройство и применение.
- •Электронно-лучевые мониторы. Устройство и характеристики.
- •Жидкокристаллические мониторы. Устройство и характеристики.
Устройства ввода-вывода базовой эвм (контроллеры, дешифраторы)
В базовой ЭВМ используются простейшие внешние устройства (ВУ): одно устройство вывода (ВУ-1) и два устройства ввода (ВУ-2 и ВУ-3). В модели устройства ввода-вывода представлены 8-разрядными регистрами данных (РД ВУ). Через регистры данных ВУ-2 и ВУ-3 информация может быть введена в базовую ЭВМ, а в регистр данных ВУ-1 принята из базовой ЭВМ.
Между ВУ и процессором включены простейшие контроллеры, каждый из которых содержит: дешифратор адреса, позволяющий выделить обращение к данному ВУ среди всех обращений к устройствам ввода-вывода, подключенных к процессору; дешифратор приказов, декодирующий приказы от процессора на выполнение тех или иных операций; регистр состояния, в котором хранится информация о готовности ВУ к обмену данными с процессором. В контроллерах простейших ВУ обычно используются однобитовые регистры готовности, которые часто называют флагом или флажком. Это название используется и в контроллерах базовой ЭВМ. Контроллеры ВУ связаны с процессором шинами ввода и вывода информации, шиной адреса и шиной управления, по которым передаются приказы от процессора и сведения о состояния ВУ.
Программно-управляемая передача данных
При использовании программно-управляемого обмена должна быть составлена программа, обеспечивающая пересылку данных из памяти ЭВМ в аккумулятор и далее в регистр памяти контроллера ВУ (вывод данных) или из регистра данных контроллера ВУ в аккумулятор и затем в память ЭВМ (ввод данных). В такое программе можно реализовать один из трех типов обмена: синхронный, асинхронный и по прерыванию. Синхронный обмен очень редко используется в ЭВМ и не будет рассматриваться в данном пособии, остальные виды обмена рассматриваются в п.п. 2.4 и 2.5.
Формат команд ввода-вывода приведен на рис. 1.2.в. Код операции (1110)2 служит для отличия этих команд от других команд ЭВМ. Между собой они отличаются кодом приказа: пересылка данных (IN В - ввод и OUT В - вывод), проверка готовности ВУ (TSF B) и сброс состояния готовности (CLF B), где В - адрес ВУ. Адрес позволяет связать процессор с одним из подключенных к нему ВУ (их может быть до 28=256).
Флажок - однобитовый регистр готовности ВУ, устанавливаемый в единичное состояние, когда ВУ готово к обмену информацией. Если флажок сброшен (установлен в ноль), ВУ занято: устройство вывода еще обрабатывает предыдущую команду, а устройство ввода готовит данные для передачи в процессор.
Команда CLF B (E0xx, где хх - две последние 16-ричные цифры адреса ВУ) служит для установки в нуль флажка ВУ с адресом В.
Команда TSF B (E1xx) служит для проверки готовности к обмену ВУ с адресом В. Если флажок этого ВУ сброшен (ВУ не готово к обмену), то выполняется команда, расположенная вслед за TSF В. В противном случае эта команда пропускается и выполняется команда, расположенная через одну за TSF В.
Команда IN B (E2хх) служит для пересылки содержимого регистра данных контроллера ВУ с адресом B в восемь младших разрядов аккумулятора.
Команда OUT B (E3хх) служит для пересылки содержимого восьми младших разрядов аккумулятора в регистр данных контроллера ВУ с адресов В.
Для организации обмена с ВУ в состав устройства управления базовой ЭВМ включены два устройства: регистр состояний внешних устройств (Ф) и контроллер прерываний. Связь контроллеров ВУ с этими устройствами осуществляется по линиям "Состояние флага" и "Запрос прерывания". Данные передаются по шинам ввода и вывода.