3. Память, процессоры, каналы, интерфейсы ввода вывода вычислительных машин

Система памяти ЭВМ.

Комплекс технических средств, реализующих функцию памяти, называется запоминающим устройством (ЗУ).ЗУ необходимы для размещения в них команд и данных. Они обеспечивают центральному процессору доступ к программам и информации.

Запоминающие устройства делятся на основную память, сверхоперативную память (СОЗУ) и внешние запоминающие устройства.

Основная память включает два типа устройств:

1. оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM — RandomAccessMemory),

2. постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM — ReadOnly-Memory).

ОЗУ предназначено для хранения переменной информации. Оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения процессором вычислительных операций с данными и может работать в режимах записи, чтения и хранения.

Задачи при разработке памяти:

1. Повышение быстродействия обмена.

2. В ся память должна восприниматься как нечто единое, целое.

ЗУ предназначено для приема, хранения и выдачи информации.

Основные характеристики.

1. Время обращения к ЗУ.

2. Объем ЗУ.

Классификация ЗУ.

1. Направление обмена.

   1. Односторонняя – ПЗУ, CD-ROM.

   2. Двусторонняя.

2. По способу организации.

   1. Ленточные ЗУ.

   2. Вращающиеся – магнитные барабаны, магнитные диски, СД.

   3. Матричные.

   4. Лучевые.

   5. Ре-циркулярные.

   6. Механические – перфоленты, перфокарты.

3. По способу обращения.

   1. С произвольным (прямым) доступом.

   2. С последовательным доступом.

4. По назначению.

   1. Регистровые ЗУ.

   2. ОЗУ.

   3. КЕШ – память.

   4. ПЗУ.

   5. Долговременная память (внешние ЗУ).

ЛОГИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ.

Разрядность шины адреса.

ХТ – процессор = 20Б - 1МБ

286й – процессор = 24Б – 16МБ

386й – процессор = 32Б – 4ГБ

Виды адресного пространства:

1. 1.Основная память – 1МБ (00000…FFFFF)

2. Область верхней памяти = 384кБ (А0000…BFFFF)

3. Область старшей памяти – HMA

4. Расширенная память – Exteneted – это вся память, которая больше 1МБ и доступна в защищенном режиме.

5. Дополнительная память – Expended – аналогично расширенной памяти.

6. Видеопамять – VideoRAM

7. Пзу адаптеров и специальной озу

8. Пзу системной bios

Адресуемой единицей информации основной памяти IBMPC является байт. Это означает, что каждый байт, записанный в ОП, имеетуникальный номер (адрес). При использовании 20-битовойшины адреса абсолютный (физический) адрес каждого байта является пятиразряднымшестнадцатеричным числом, принимающим значения от 00000 до FFFFF.

ФИЗИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ.

1. Двусторонние ЗУ.

Составной частью являются элементы памяти:

1. Бистабильный триггер – статическая память (SIM).

2. Электронный ключ на полевом транзисторе – динамическая память (DIM).

3. Магнитный сердечник – ферритовая память.

Режимы работы ЗУ.

1. Хранение

2. чтение

3. запись

4. регенерация (для динамической памяти)

5. чтение – модификация – запись (считываемые данные изменяются, и записываются по этому же адресу).

Преимущества п/п (полупроводниковых) ЗУ.

1. большая емкость при малых размерах

2. высокое быстродействие

3. высокая технологичность

4. низкая емкость.

Недостатки п/п ЗУ.

1. потеря информации при отключении питания

2. чувствительность к воздействию электромагнитных полей.

Рис. 5.1. Структурная схема ОЗУ

ПРОЦЕССОРЫ

Основу центрального процессора ПЭВМ составляет микропроцессор — обрабатывающее устройство, служащее для арифметических и логических преобразований данных, для координации работы всех устройств компьютера и для управления ходом вычислительного процесса. В настоящее время существует большое число разновидностей микропроцессоров, различающихся назначением, функциональными возможностями, структурой и исполнением. Наиболее существенными, классификационными различиями между ними чаще всего выступают:

• назначение (микропроцессоры для серверов и мощных приложений; МП для персональныхкомпьютеров и т. д.);

• количество разрядовв обрабатываемой информационной единице (8-битовые, 16-битовые, 32-битовые, 64-битовые и др.);

• технология изготовления (0,5 мкм; 0,35 мкм; 0,25 мкм; 0,18 мкм;0,13 мкм; 0,07 мкм).

Среди МП для серверов и мощных приложений прочное место завоевали RISC-процессоры (ReduceInstructionSetComputing) с сокращенной системой команд. Система команд таких МП содержит ограниченное число (порядка 50) очень простых команд. За счет этого упрощаютсясхемы управления микропроцессором и сокращаются его размеры.

Классификация процессоров