Контрольные вопросы по теме 4

1. Что входит в понятие память ЭВМ.

2. Дайте определение ёмкости памяти.

3. Объясните понятие быстродействие памяти.

4. Как различают память в зависимости от её реализации.

5. Объясните иерархической структуры запоминающих устройств.

6. Основные способы логической организации памяти.

7. Основные методы адресации, используемые в современных ЭВМ

8. Дайте определение команды и программы. Как они кодируются и где размещаются.

9. Что такое счетчик команд, регистр команд и выполняемые ими функции.

10. Последовательность действий во время выполнения командного цикла.

11. Что такое система команд процессора и её свойства.

12. Объясните понятие формат команды

13. Какую информацию должна содержать команда.

14. Что такое способ адресации, и какие основные способы адресации операндов в командах.

15. Расскажите о системах операций выполняемых в командах ЭВМ и её делении.

16. Что относится к Арифметико-логическим операциям

17. Что относится к операциям Пересылки и загрузки.

18. Что относится к операциям Ввода/вывода.

19. Что относится к операциям Передачи управления.

20. Что относится к Системным операциям.

21. Расскажите о командах перехода.

ТЕСТ 4

Лекция 11

Тема 5: Система прерываний и организация ввода/вывода

Тема лекции: Ввод/вывод

План лекции:

5.1 Пространство ввода/вывода

5.2 Подсистема ввода/вывода

5.3 Параллельный обмен

5.4 Последовательный обмен

1. Пространство ввода-вывода

Процессоры семейства х86 имеют раздельную адресацию памяти и портов вво­да-вывода. Это разделение обеспечивается выделением специальных инструк­ций ввода-вывода, с помощью которых возможна передача данных между портами и регистрами процессора (или портами и памятью). Инструкции ввода-вывода порождают шинные циклы обмена, в которых вырабатываются сигналы чтения из порта и записи в порт.

На шине ISA это сигналы IORD# и IОWR# соот­ветственно, они и отличают пространство ввода-вывода от пространства памя­ти, где соответствующие операции чтения и записи вырабатывают сигналы MEMRD# и MEMWR#.

На шине PCI разделение памяти и пространства ввода-выво­да происходит иначе — здесь тип операции кодируется 4-байтной командой в зависимости от типа инструкции, выполняемой процессором.

Карта распределения адресов ввода-вывода стандартных устройств PC приведена в табл. 6.1.

Каждой шине, назначается своя область адресов ввода, и дешифратор адресов, расположенный на системной плате, при чтении открывает соответствующие буферы данных, так что реально считываться будут данные только с одной шины.

При записи в порты данные (и сигнал записи) могут распространяться и по всем шинам компьютера (широковещательно).

В стандартном распределе­нии адреса Oh-OFFh отведены для устройств системной платы. При наличии (и разрешении работы) периферийных устройств на системной плате чтение по этим адресам не распространяется на шины расширения.

Для современных плат со встроенной периферией и несколькими шинами (ISA, PCI) распределе­нием адресов управляет BIOS через регистры конфигурирования чипсета, а в иерархии шин PCI (и PCI-E) диапазоны адресов задаются программированием мостов.

Таблица 5.1- Стандартная карта портов ввода-вывода ,
AT и PS/2	PC/XT	Назначение
000-00F	000-00F	Контроллер DMA #1 8237
010-01F		PS/2 - расширение DMA #1
020-021	020-021	Контроллер прерываний #1 - 8259А
040-05F	040-043	Таймер (PC/XT: 8253, AT: 8254)
060	060	Диагностический регистр POST (только запись)
	060-063	Системный интерфейс 8255
060,064		Контроллер клавиатуры AT 8042
061		Источники NMI и управление звуком
070-07F		Память CMOS и маска NMI
080		Диагностический регистр
080-08F	080-083	Регистры страниц DMA
090-097		PS/2-микроканал, арбитр
	ОАО	Маска NMI
0A0-0BF		Контроллер прерываний #2 — 8259А
OCO-ODF		Контроллер DMA #2 8237A-5
OFO-OFF		Сопроцессор 80287
100-1EF		PS/2-управление микроканалом
170-177		Контроллер НЖМД #2 (ЮЕ#2)
1F0-1F7		Контроллер НЖМД#1 (ЮЕ#1)
200-207	200-20F	Игровой адаптер
	210-217	Блок расширений
238-23F		COM4
278-27F	278-27F	Параллельный порт LPT2 (LPT3 при наличии MDA)
	2A2-2A3	4acbiMSM48321RS
2C0-2DF	2C0-2DF	EGA #2
2E0-2E7		COM4
2E8-2EF		COM4
2F8-2FF	2F8-2FF	COM2
300-31F		Плата прототипа
	320-32F	Жесткий диск XT
338-33F		COM3
370-377		Контроллер НГМД #2
376-377		Порты команд IDE#2
378-37F	378-37F	Параллельный порт LPT1 (LPT2 при наличии MDA)
380-38F	380-38F	Синхронный адаптер SDLC/BSC #2
3A0-3AF	3A0-3A9	Синхронный адаптер BSC #1
3B0-3BB	3B0-3BB	Монохромный адаптер (MDA)
3B4-3C9		PS/2-видеосистема
3BC-3BF	3BC-3BF	Параллельный порт LPT1 платы MDA
3C0-3CF	3C0-3CF	EGA#1
3C0-3DF	3C0-3DF	VGA
3D0-3DF	3D0-3DF	CGA/EGA
3E0-3E7		COM3
3E8-3EF		COM3
3F0-3F7	3F0-3F7	Контроллер НГМД #1
3F6-3F7		Порты команд IDE#1
3F8-3FF	3F8-3FF	СОМ1

5.2 Подсистема ввода/вывода (ПВВ)

Подсистема ввода/вывода обеспечивает связь МП с внешними уст­ройствами, к которым будем относить:

• устройства ввода/вывода (УВВ): клавиатура, дисплей, принтер, датчики и исполнительные механизмы, АЦП, ЦАП, таймеры и т. п.;

• внешние запоминающие устройства (ВЗУ): накопители на магнитных дис­ках, "электронные диски", CD и др.

ПВВ в общем случае должна обеспечивать выполнение следующих функций:

• согласование форматов данных, поскольку процессор всегда выда­ет/принимает данные в параллельной форме, а некоторые ВУ — в после­довательной. С этой точки зрения различают устройства параллельного и последовательного обмена. В рамках параллельного обмена не произво­дится преобразование форматов передаваемых слов, в то время как при последовательном обмене осуществляется преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот. Все варианты, при которых длина слова ВУ (больше 1 бита) не совпадает с длиной слова МП, сводятся к разновидностям параллельного обмена;

• организация режима обмена — формирование и прием управляющих сиг­налов, идентифицирующих наличие информации на различных шинах, ее тип, состояние ВУ (Готово, Занято, Авария), регламентирующих времен­ные параметры обмена. По способу связи процессора и ВУ (активного и пассивного) различают синхронный и асинхронный обмены, различия меж­ду которыми мы обсудили в начале настоящей главы.