- •История развития средств вычисления. Этапы развития.
- •Простейшие вычислительные инструменты
- •Механические счетные устройства с 17 века.
- •Электромеханические счетные машины (конец 19 начало 20 веков).
- •Электронно- вычислительные машины.
- •Классификация вычислительных машин.
- •Принципы построения эвм.
- •Архитектурные принципы фон Неймана.
- •Уу уВв уВыв зу
- •Характеристики эвм.
- •Функциональная и структурная организация процессора.
- •Процессор
- •Регистры
- •Стандартный цикл выполнения команды.
- •Программная модель микропроцессора.
- •Состав и назначение регистров.
- •Система команд процессора.
- •Способы обращения к памяти и внешним устройствам.
- •Характеристики процессоров.
- •Устройства управления процессорами.
- •Структурная модель устройства управления.
- •Мпа с жесткой логикой.
- •Мпа с программируемой логикой.
- •Арифметико- логические устройства.
- •Структура алу.
- •Классификация алу.
- •Магистральные алу.
- •Операционный блок универсального алу.
- •Система команд.
- •Классификация методов адресации.
- •Стековая адресация.
- •Архитектура системных команд.
- •Запоминающие устройства эвм.
- •Классификация запоминающих устройств.
- •Иерархическая структура памяти эвм.
- •Виртуальная память.
- •Алгоритм замещения страниц виртуальной памяти и строк кэш- памяти.
- •Вычислительные системы.
- •Архитектура вс
- •Организация шин
- •Типы шин
- •Шина «процессор-память»
- •Шина ввода/вывода
- •Системная шина
- •Иерархия шин Вычислительная машина с одной шиной
- •Вычислительная машина с двумя видами шин
- •Вычислительная машина с тремя видами шин
- •Системы ввода- вывода
- •Структура модуля ввода/вывода
- •Методы управления вводом/выводом Программно управляемый ввод/вывод
- •Ввод/вывод по прерываниям
- •Прямой доступ к памяти
Запоминающие устройства эвм.
Запоминающее устройство- это комплекс технических средств, предназначенных для записи, хранения и выдачи информации.
Для работы с памятью используются 2 основные операции: запись и чтение информации.
Характеристики запоминающих устройств:
Информационная емкость- количество единиц информации, которые можно одновременно разместить в запоминающем устройстве. Измеряется в bit-ах. Удельная емкость- это отношение емкости к пространственным параметрам.
Быстродействие запоминающего устройства- время, затрачиваемое на доступ:
Время доступа- время от момента обращения к запоминающему устройству до получения данных.
Длительность цикла обращения (период обращения)- это минимальное время между двумя последовательными обращениями.
Скорость передачи- количество информации, которое может быть записано в запоминающее устройство или считано из него за 1 с (определяется быстродействием самого запоминающего устройства и интерфейсом подключения). Максимальное значение скорости называют пропускной способностью.
Габариты запоминающего устройства
Масса
Напряжение питания
Потребляемая мощность.
Классификация запоминающих устройств.
По способу записи:
Магнитная запись (жесткий диск, дискета, магнитная лента);
Оптическая запись. При такой записи изменяются оптические свойства среды носителя;
Электронная запись (флэш- карта, оперативная память);
Механическая запись;
Комбинированная запись (магнитно- оптические диски).
По виду операций обращения:
Запоминающие устройства только для чтения ROM (ПЗУ) позволяют только считывать информацию без изменения.
Запоминающие устройства с произвольным обращением RAM.
По способу доступа к месту хранения информации:
Память с произвольным доступом (микросхемы памяти)- время обращения к данным не зависит от расположения ячейки. Обращение к любой ячейке оперативной памяти занимает одно и тоже время.
Память с последовательным доступом (магнитная лента);
Память с циклическим доступом.
По размещению:
Внутренние запоминающие устройства, для обращения к которым не нужно специальных команд (оперативная память);
Внешние запоминающие устройства (винчестер, CD, DVD).
Иерархическая структура памяти эвм.
С помощью одного вида памяти нельзя обеспечить эффективную работу ВМ. Поэтому в состав ЭВМ входят разнообразные запоминающие устройства, которые отличаются по способу работ, записи, размещению, характеристикам и т.д.
Запоминающие устройства ЭВМ организованы по иерархическому принципу.
Регистровая
память
Сверх ОЗУ
(КЭШ)
ОЗУ
Внешние запоминающие устройства
Емкость ↑
Быстродействие ↑
Оперативная память должна размещать коды программ данных, которые подлежат выполнению. Емкость оперативной памяти может быть от нескольких десятков до 100Мбайт. Быстродействие 10-100 Мбит.
Внешние ЗУ- архивные ЗУ для длительного хранения больших массивов информации. Быстродействие внешних ЗУ- несколько десятков Мбайт/с.
Регистровая память- самая быстродействующая память, быстродействие = быстродействию процессора. Емкость невелика = несколько сотен машинных слов.
Для того чтобы ускорить взаимодействие различных видов памяти разработаны буферные ЗУ (КЭШ- память).
