15 Последовательности циклов и пакетная передача данных. Временная диаграмма процесса чтения/записи в памяти. Сравнение с простым циклом обмена по магистрали.

Иногда требуется последовательность циклов обмена, когда передаются данные расположенные в смежной области адресного пространства (например, при выборке операндов с разрядностью большей разрядности шины данных).

В таких случаях МП может выполнять пакетные циклы.

Во время пакетного цикла между МП и памятью передается больше одного слова, причем эти слова имеют смежные адреса и направление их передачи одинаково. Такой протокол обмена называется режим пакетной передачи (Burst Mode).

16 Механизм транзакций. Протокол с расщеплением транзакций.

Механизм транзакций позволяет повысить пропускную способность системной магистрали за счет конвейеризации выполнения операций обмена без увеличения частоты ее работы.

При выполнении обмена по системной шине процессор выполняет

последовательность операций, транзакций и фаз.

Операция – элементарная процедура обмена, которая может состоять из одной или нескольких транзакций, а также из одной транзакции с множественным переносом данных (пакетная передача). Пример операции: чтение-модификация-запись.

Транзакция – выполнение обмена по одному из запросов, которое производится при определенном наборе состояний шины. Транзакции делятся на фазы, перекрывающие друг друга во времени

Фаза – один из этапов обмена, характеризуемый определенным набором управляющих сигналов. Возможны следующие виды фаз:

1. фаза арбитража (Arbitration Phase);

2. фаза запроса (Request Phase);

3. фаза ошибки (Error Phase);

4. фаза завершения (Snoop Phase);

5. фаза ответа (Response Phase);

6. фаза данных (Data Phase).

При поступлении синхросигнала подключенные к шине устройства – агенты должны выдавать выходные сигналы и принимать (считывать) входные сигналы. В каждый момент времени шиной управляет один из агентов – владелец шины (master). Определение владельца шины, если он не установлен ранее, производится в первой фазе обмена – фазе арбитража.

Для увеличения пропускной способности шины используется протокол с расщеплением транзакций (split transaction). Он допускает совмещение во времени сразу нескольких транзакций. При этом на шине имеют место поток запросов и поток ответов.

Протокол с расщеплением транзакций обеспечивает обмен, при котором ответы на запросы могут поступать в произвольной

последовательности. Для того чтобы не перепутать, какому из запросов соответствует информация на шине данных, каждая транзакция снабжается уникальным идентификатором, по которому владелец шины раскладывает передаваемую информацию по соответствующим транзакциям. Для любой шины с расщеплением транзакций существует предельное значение числа одновременно

обслуживаемых запросов.

17 Структура запоминающих устройств, характеристики зу. Классификация устройств памяти.

Запоминающие устройства (ЗУ)

В структурном отношении ЗУ – это множество ячеек памяти.

• Ячейка памяти – это фиксированная совокупность элементов памяти или запоминающих элементов (ЗЭ), обращение к которым при записи и чтении информации производится одновременно.

• Запоминающий элемент является элементарным компонентом памяти, который может находиться в одном из двух состояний, кодируемых двоичной цифрой 0 или 1.

• В ячейке памяти хранится единица информации, называемая словом памяти. Разрядность слова памяти равна количеству ЗЭ, которые образуют ячейку памяти, и в общем случае не совпадает с разрядностью машинного слова процессора.

Основные характеристики ЗУ

1. Информационная емкость – максимальный объем хранимой информации. Выражается в битах или словах (в частности, в байтах). Бит хранится запоминающим элементом (ЗЭ), а слово — запоминающей ячейкой (ЗЯ), т. е. группой ЗЭ, к которым возможно лишь одновременное обращение.

2. Организация ЗУ — произведение числа хранимых слов на их разрядность. Очевидно, что это дает информационную емкость ЗУ, но при одной и той же информационной емкости организация ЗУ может быть различной.

3. Быстродействие памяти оценивается с помощью ряда временных параметров: время обращения к ЗУ и время цикла обращения к памяти.

4. потребляемая мощность.

5. стоимость 1 бита, байта, Кб, Мб, Гб и т.д.

6. надежность.

Классификация устройств памяти

1. По физическим принципам работы:

1.1. магнитные - ЗУ на магнитных дисках, барабанах или лентах, ЗУ на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД);

1.2. полупроводниковые ЗУ. Используются ЗЭ:

• с накоплением электрических зарядов. На этих элементах строится динамическая память;

• на основе активных приборов (например, триггер). На этих элементах строится статическая память;

1.3. ЗУ на основе элементов, в которых используется эффект временной задержки;

1.4. оптические ЗУ. Запоминание информации происходит благодаря оптическому отображению ее на поверхности материала, осуществляемому лучом лазера.

По методу размещения и поиска информации:

2.1. адресная;

2.2. безадресная.

Адресная память. Размещение и поиск информации основан на использовании адреса. Адрес - номер ячейки памяти.

По способу доступа к ячейкам памяти адресная память подразделяется на:

• ЗУ с произвольным (непосредственным) доступом (выборкой);

• ЗУ с последовательным доступом (выборкой).

Безадресная память. Размещение и поиск информации производится не по адресу.

По способу доступа к ячейкам памяти безадресная память подразделяется на:

• ассоциативная;

• стековая.

По характеру работы с памятью:

• ЗУ, допускающие многократную запись и считывание (например, ОЗУ);

• ЗУ, допускающие только считывание после однократной записи (например, ПЗУ).

4. По характеру хранения (в зависимости от источника питания):

• энергозависимая память. (Содержимое элементов памяти теряется при выключении источника питания - ОЗУ, ЗУ на ПЗС);

• энергонезависимая память. (Элементы памяти сохраняют содержимое независимо от состояния источника питания - магнитные и оптические ЗУ, ПЗУ).

5. По способу обращения процессора к ЗУ:

• внутренняя память;

• внешняя память.