IV. Внешняя память

Информация, находящаяся в ВЗУ, не может быть непосредственно использована процессором. Для использования программ и данных, расположенных в ВЗУ, их необходимо предварительно переписать в ОЗУ. Процесс обмена информацией между ВЗУ и ОЗУ осуществляется средствами специального канала или (реже) — непосредственно под управлением процессора. Объем ВЗУ практически неограничен, а быстродействие на 3 — 6 порядков ниже процессорногo

Кроме реализации системы виртуальной памяти внешние ЗУ используются для долговременного хранения программ и данных в виде файлов. Большинство операционных систем (ОС) поддерживают многозадачность. Они последовательно переключают задачи одну на другую.В каждый момент времени процессор выполняет только одну задачу. В многопоточных процессорах одновременно могут выполняться несколько задач. ОС планирует какая из задач будет выполняться следующей, выбирает эту задачу и переключает контексты задач. Методы переключения зависят от стратегии, выбранной ОС.

Энергонезависимая память=внешняя память.

Вопрос 17 Иерархия памяти. Роль оперативной памяти. Чем может быть обусловлено применение виртуальной памяти. -

1)

2)

Роль оперативной памяти - ОЗУ предназначено для хранения переменной информации; оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения вычислительного процесса. Таким образом, процессор берёт из ОЗУ код команды и, после обработки каких-либо данных, результат обратно помещается в ОЗУ.

Причем возможно размещение в ОЗУ новых данных на месте прежних, которые при этом перестают существовать. В ячейках происходит стирание старой информации и запись туда новой. Из этого видно, что ОЗУ является очень гибкой структурой и обладает возможностью перезаписывать информацию в свои ячейки неограниченное количество раз по ходу выполнения программы. Поэтому ОЗУ играет значительную роль в ходе формирования виртуальных адресов.

3)

Виртуальная память представляет собой совокупность всех ячеек памяти оперативной и внешней, имеющих сквозную нумерацию от нуля до предельного значения адреса.

виртуальная память позволяет модифицировать ресурсы памяти, сделать объём оперативной памяти намного больше, для того чтобы пользователь, поместив туда как можно больше программ, реально сэкономил время и повысил эффективность своего труда.

18. Процессор эвм. Его основные функциональные блоки. Основная функция блока управления.

• блок предвыборки

• кэш-память

• декодер (дешифратор)

• блок управления

• контроллер прерываний

• операционные устройства АЛУ

• устройства вещественной арифметики FPU

• устройство управления памятью

• интерфейс

Основная функция блока управления – генерирование последовательности управляющих сигналов на основе поступающих операционных частей команд.

19. Процессор эвм. Его основные функциональные блоки (перечислите). Основная функция устройства управления памятью.

Любая вычислительная машина содержит в себе следующие функциональные блоки:

• арифметико-логическое устройство АЛУ;

• устройство управления УУ;

• различные виды памяти;

• устройства ввода информации

• устройства вывода информации.

функциональные блоки процессора — микропрограммное устройство, арифметическо-логическое устройство, регистры, устройства работы с шинами данных и команд.

УУ управляет работой всех устройств компьютера по заданной программе. УУ извлекает очередную команду из регистра команд, определяет, что надо делать с данными, а затем задает последовательность действий выполнения поставленной задачи.

Вопрос №20. Основные стадии выполнения команды. Рабочий цикл процессора

Функционирование процессоров в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует выполнению одной команды программы. Завершив рабочий цикл для текущей команды, процессор переходит к выполнению рабочего цикла для следующей команды программы. В общем виде команды, выполняемые процессором, имеют следующий формат:

^ Код операции

Адресный код

В зависимости от того, сколько полей содержит адресный код различают команды: безадресные, одноадресные, двухадресные и т.д. Схема рабочего цикла процессора представлена на рисунке. На схеме показаны варианты рабочего цикла для четырех групп команд: основных (арифметические, логические и пересылочные операции); передачи управления; ввода-вывода; системных (устанавливающих состояние процессора, маску прерывания, слово состояния программы и др.) Рабочий цикл начинается с распознавания состояния процессора – «счет» или «ожидание». Далее производится проверка наличия немаскированных прерываний. В состоянии «ожидание» никакие программы не выполняются – процессор ждет поступления прерывания, после чего управление передается прерывающей программе, переводящей процессор в состояние «счет». В состоянии «счет» при наличии немаскированных прерываний происходит выход из нормального рабочего цикла и переход к процедуре обработки запросов прерывания. При отсутствии прерываний в состоянии «счет» последовательно выполняются этапы рабочего цикла: выборка очередной команды и определение по коду операции ее группы, подготовка операндов (формирование исполнительных адресов и выборка операндов из памяти), обработка операндов в АЛУ и запоминание результата. На этапе выборки очередной команды образуется согласно естественному порядку адрес следующей за ней команды (продвинутый адрес), при этом счетчик команд инкрементируется. В процессе выполнения заданной командой операции формируется признак результата операции, используемый командами условного перехода при организации ветвлений в программах. Указанная выше последовательность составляет основной вариант рабочего цикла, реализуемый при выполнении основных команд. При выполнении команд передачи управления проверяется заданное условие. Если условие не выполняется, то следующую команду указывает продвинутый адрес, установленный ранее в СчК. Если условие выполняется, то в СчК передается адрес, заданный командой передачи управления. Команды ввода-вывода инициируют в канале операцию обмена информацией между ядром ЭВМ (основной памятью) и периферийным устройством. Системные команды осуществляют переключения состояния процессора (программы) путем загрузки нового слова в регистр состояния процессора.

Рис. 2.13 Рабочий цикл процессора.