7. Интерфейсная часть микропроцессора.

Взаимодействие микропроцессора с внешними устройствами предусматривает выполнение логической последовательности действий, связанных с поиском устройства, определением его технического состояния, об­меном командами и информацией. Эта логическая последовательность действий вместе с устройствами, реализующими ее, получила название интерфейс ввода-вывода.

Для различных устройств могут использоваться разные логичес­кие последовательности действий, поэтому интерфейсов ввода-выво­да может в одной и той же ЭВМ использоваться несколько. Если их удается свести к одному, универсальному, то такой интерфейс назы­вается стандартным. В 1ВМ РС есть два стандартных интерфейса для связи ЦП с внешними устройствами: параллельный и последовательный.

Интерфейсы постоянно совершенствуются, поэтому с появлени­ем новых ЭВМ, новых внешних устройств и даже нового программ­ного обеспечения появляются и новые интерфейсы. Так, в программ­ном обеспечении, разработанном ведущими фирмами, все шире используется новый интерфейс «Plag and Р1ау» (Включи — и играй), который предназначен для облегчения си­стемной настройки ЭВМ при подключении новых устройств к маши­не. Этот интерфейс позволяет подключить с помощью кабеля новое устройство, а после включения ЭВМ ее программное обеспечение автоматически определяет состав подключенных устройств, их типы и настраивает машину на работу с ними без вмешательства систем­ного оператора.

9. Понятие интерфейса. Типы интерфейсов.

Для организации и проведения обмена данными между двумя устройствами требуются специальные средства:

• Специальные управляющие сигналы и их последовательности;

• Устройства сопряжения;

• Линии связи;

• Программы, реализующие обмен.

Весь этот комплекс линий и шин, сигналов, электронных схем, алгоритмов и программ, предназначенный для осуществления обмена информацией, называется интерфейсом.

В зависимости от типа соединяемых устройств различаются:

• Внутренний интерфейс ЭВМ, предназначенный для сопряжения элементов внутри системного блока ПЭВМ;

• Интерфейс ввода-вывода – для сопряжения различных устройств с системным блоком (клавиатурой, принтером, сканером, мышью, дисплеем и др.);

• Интерфейсы межмашинного обмена – для сопряжения различных ЭВМ;

• Интерфейсы «человек-машина» – для обмена информацией между человеком и ЭВМ.

5. Запоминающие устройства.

1. Статическая и динамическая память.

Микросхемы памяти могут строиться на статических (SRAM) и динамических (DRAM) элементах памяти (ЭП). В качестве статического ЭП чаще всего выступает статический триггер. В качестве динамического ЭП мо­жет использоваться электрический конденсатор, сформированный внутри кремниевого кристалла.

Статические ЭП способны сохранять свое состояние (0 или 1) неограниченно долго (при включенном питании). Динамические ЭП с тече­нием времени записанную в них информацию теряют (например, Из-за саморазряда конденсатора), поэтому они нуждаются в периодическом восстановлении записанной в них информации — в регенерации.

Микросхемы элементов памяти динамических ОЗУ отличаются от аналогичных ЭП статических ОЗУ меньшим числом компонентов в одном элементе памяти, в связи, с чем имеют меньшие размеры и мо­гут быть более плотно упакованы в кристалле. Однако из-за необхо­димости регенерации информации динамические ОЗУ имеют более сложные схемы управления.

2. Кэш-память. Принципы кэширования.

Кэш-память, или память блокнотного типа, представляет собой буферное запоминающее устройство для хранения активных страниц объемом десятки и сотни Кбайт. В современных ПК она в свою очередь делится: на кэш L1 (Еп = 16 – 32 Кб с временем доступа 1-2 такта процессора); на кэш L2 (Еп = 128 – 512 Кбайт с временем доступа 3-5 тактов) и на кэш L3 (Еп = 2 – 4 Мбайта с временем доступа 8-10 тактов). Кэш-память, как более быстродействующая, предназначается для ускорения выборки команд программы и обрабатываемых данных. Здесь возможна ассоциативная выборка данных. Основной объем программ пользователей и данных к ним размещается в оперативном запоминающем устройстве.

Кэш-память может быть размещена в кристалле процессора (так называемая «кэш-память 1-го уровня») или выполнена в виде отдельной микросхемы (внешняя кэш-память, или кэш-память 2-го уровня). Встроенная кэш-память (1-го уровня) в процессорах Pentium имеет объем около 16 Кбайт, время доступа – 5-10 нс, работает с 32-битовыми словами и при частотах 75-166 МГц обеспечивает пропускную способность от 300 до 677 Мбайт/с. Внешняя кэш-память (2-го уровня) имеет объем 256 Кбайт – 1 Мбайт, время доступа – 15 нс, работает с 64-битовыми словами и при частоте 66 МГц обеспечивает максимальную пропускную способность 528 Мбайт/с. Конструктивно исполняется либо в виде 28-контактной микросхемы, либо в виде модуля расширением на 256 или 512 Кбайт.