Микропроцессоры: общая структура, назначение основных блоков, принцип работы, применение
Назначение. Принцип работы.
Процессором - называется устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом. Процессор дешифрует и выполняет команды программ, организует обращение к ОП, инициирует работу ПУ, воспринимает и обрабатывает внешние события.
Процессор осуществляет управление взаимодействием всех устройств ЭВМ. (при наличии специальных процессоров эти функции рассредотачиваются).
Общая функциональная структура МП.
Структурная схема процессора:
Разъяснения к структурной схеме:
- ОП обычно не входит в состав МП и реализуется внешними схемами, но в небольших ЭВМ, ОЭВМ может совмещаться с ЦП.
- АЛУ процессора выполняет логические, арифметические операции над данными. В МП может имеется одно универсальное АЛУ для всех операций или несколько специальных АЛУ для отдельных видов операций.
- УУ вырабатывает последовательность управляющих сигналов, инициирующих выполнение соответствующей последовательности микроопераций обеспечивающей реализацию текущей команды.
- Блок управляющих регистров предназначен для временного хранения управляющей информации. Он содержит регистры и счетчики, участвующие в управлении вычислительным процессом: состояние МП, регистр - счетчик адреса команды, счетчики тактов, регистр запросов прерываний.
- Блок регистровой памяти - местная память более высокого быстродействия чем ОП. Регистры этого блока служат для хранения операндов, в качестве аккумуляторов, базовых и индексных регистров, указателя стека.
- Блок связи с ОП организует обмен информацией процессора с ОП и защиту участков ОП от недозволенных данной программе обращений, а также связь МП с ПУ.
- Блок контроля и диагностики служит для обнаружения сбоев и отказов в аппаратуре МП, восстановление работы программы после сбоев и поиска места неисправности при отказах.
Анализ задержек передачи сообщений в сетях передачи данных
Сеть передачи данных (СПД) – это совокупность средств вычислительной техники, центров коммутации (ЦК) + совокупность средств передачи данных, каналов связи (КС). СПД – ядро вычислительной сети, она обеспечивает взаимодействие между абонентами сети, в качестве которых могут выступать как отдельные вычислительные сети, так и отдельные пользователи.
Анализ средних задержек передачи данных в СПД.
Дано:
Количества и места размещения ЦК (N)
Топология
Количество каналов связи (M)
l – средняя длина пакета
γjk – интенсивность передачи пакетов абонентами узла j абонентам узла k
стратегия маршрутизации – фиксированная. Это значит, что абонент J передает K информацию только по одному маршруту.
При этом предполагаем, что все КС бесшумные и надежные. Все ЦК надежные и время обработки в ЦК ť≈0 (прием пакета и обработка заголовка) Буферная память в ЦК не ограничена.
-
суммарная интенсивность внешнего
потока, поступающего в сеть.
Обозначим:
λi – интенсивность поступления пакетов в i-ый КС. I=1,M
-
суммарная интенсивность внутренних
потоков.
Определить среднее время передачи пакетов в СПД T - ?
Tjk – среднее время передачи пакетов из узла j в узел k, тогда
pjk – маршрут из j в k (p - это которая 3,14)
сi pjk – маршрут из j в k проходит через iый канал связи
ti – время задержки в этом КС (время ожидания передачи пакета + время передачи пакета)
Тогда
-
сумма времен задержек в каналах, по
которым проходит пакет.
-
сумма потоков, проходящих через i-ый
КС
меняем сумму с одновременной заменой условий
T12=t2 T13=t1 T14=t2+t3 T15=t2+t3+t4 …
Пусть Λ0=1
Для системы в целом: среднее число пакетов в сети
Для i-го КС
Как определить ti - ?
bi=l/Ci
i-КС G/G/1 – не можем рассчитать=> М/М/1
Предположения Клейнрока
Считать, что поток сообщений, поступающий в i-КС образует простейший поток. (Если складывать непростейшие потоки, то в сумме получится поток, близкий к простейшему )
G/G/1 => M/G/1
Каждый раз, когда сообщение приходит в ЦК разыграть его новую длину в соответствии с экспоненциальным распределением со средним значением 1.
