
- •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
Состав и назначение регистров.
Пользовательские (общего назначения):
AH
AL
16bit
AX
BH
BL
АЛУ (РОН)
Используются как полностью так и по
частям
BX
C
CH
CL
DH
DL
DX
S
Индексные
регистры
D
Используются только целиком
STACK SP
BASE DP
Сегментные регистры хранят начальные адреса сегментов программы.
С S хранит адрес сегмента кода
S S хранит начальный адрес стека
DS хранит начальный адрес сегмента данных
ES хранит дополнительные данные
Содержание этих сегментов пользователь изменить не может.
Регистры состояния.
Регистр IP- указатель команды. Он содержит адрес следующей команды, подлежащей выполнению (в виде смещения внутри сегмента кода).
Регистры FLAGS содержат признаки результата выполнения предыдущей
команды, которые могут использоваться для управления ходом вычислений.
OF- флаг переполнения;
ZF- флаг нуля;
CF- флаг переноса;
SF- флаг знака.
Каждый флаг может принимать значения 0 или 1.
Система команд процессора.
Система команд процессора определяет набор и способы применения команд.
Способы обращения к памяти и внешним устройствам.
16 bit
4 bit
Адрес сегмента
0000
смещение
Адрес ячейки памяти
20 bit
CS: IP→ адрес команды
DS: переменные → адрес переменной
SS: SP→ адрес вершины стека
Сегментная организация памяти и программ позволяет сравнительно просто организовать перемещение программ в оперативной памяти. При загрузке в новую область памяти изменяется лишь начальный адрес сегментов, а смещение внутри сегмента (относительный адрес) остается неизменным.
Внешние устройства будут представляться номерами портов ввода- вывода (порт- регистр, входящий в состав внешнего устройства).
Характеристики процессоров.
Тактовая частота процессора.
fср н- количество тактов в секунду = n100МГц…nГГц
fср н позволяет косвенно определить быстродействие процессора.
Разрядность процессора (внутренняя разрядность)- разрядность данных, которые может обрабатывать процессор на аппаратном уровне.
Nвнутр=32; 64 bit
Характеристики шины процессора.
Разрядность адресной шины NA- определяет максимальный объем оперативной памяти, к которой может обращаться процессор 2 NA.
Разрядность шины данных- количество данных, которое может получать и передавать процессор Nвнеш.
Частота шины fFSB показывает как часто передаются данные из процессора и обратно.
fFSB= 533МГц-1333МГц
fСРН= к× fFSB
Емкость КЭШ памяти СКЭШ L2.
КЭШ память- память небольшого объема с большим быстродействием.
СКЭШ L2= 256 Кб- 8Мб.
Тепловыделение процессора (рассеянная мощность) Рвыд., Вт.
Степень интеграции показывает насколько сложный процессор (сложность процессора определяется количеством транзисторов).
Изготовитель. Наиболее известными изготовителями процессоров являются Intel, IBM, Motorola, Cyrix, AMD.
Интерфейс процессора (тип разъема):
Socket
Slot
PGA- матрица выводов
Стоимость.