18. Назначение основных функциональных узлов микропроцессора.
МП – микроэлектронное программно-управляемое устройство, обрабатывающее цифровую информацию и управляющее процессом обработки информации.
Микропроцессор работает под воздействием схемы синхронизации и начальной установки, часто выполняемой в виде отдельного кристалла. Периферийные устройства соединены с магистралями через ППА (программируемый периферийный адаптер, обслуживает устройства с параллельным интерфейсом) и ПСА (программируемый связной адаптер, обслуживает устройства с последовательным интерфейсом)
Порт – регистр УВВ, связывающий МП с одним внешним устройством
Интерфейс – совокупность аппаратных средств и управляющих программ для взаимодействия элементов МПС между собой и с внешними устройствами
Стандартный интерфейс – общая схема сопряжения средств обработки информации МП или микро-ЭВМ с внешними устройствами, имеющая унифицированные систему подключения, каналы связи и протокол обмена
Микро-ЭВМ имеет магистрально-модульную конфигурацию, то есть набирается из отдельных модулей, связанных посредством магистралей
Типы магистралей:
- магистраль адреса (МА): информация о номере ячейки памяти, порта интерфейса или ПУ, с которым МП обменивается данными
- магистраль управления (МУ): сигналы, определяющие характер и последовательность действий различных узлов МПС, направление и вид информации, передаваемой по МА и МД; используется также для передачи признаков состояния МП и ПУ
- магистраль данных (МД): обмен информацией внутри МПС и вне ее, определяет формат обрабатываемых данных
Разделение потоков данных производится с помощью буферных регистров с переключающими логическими вентилями
Адресное пространство МПС определяется разрядностью МА (это совокупность адресов в ОЗУ, к которым может обращаться МП)
CISC (Complete Instruction Set Computer – процессор с полным набором команд). CISC-процессоры выполняют большой набор команд (200-300) с развитыми возможностями адресации. Большое количество команд усложняет процесс программирования. Команды CISC-процессоров неоднородны по своей структуре и длине, их сложно декодировать, что увеличивает расход аппаратных ресурсов. Регистры CISC-процессоров могут иметь разное функциональное назначение
RISC (Reduced Instruction Set Computer – процессор с сокращенным набором команд). В основе RISC-архитектуры лежит принцип универсальности: структура команд упрощена, инструкции имеют фиксированную длину, регистры однородны по функциональному назначению. Для процессора это означает простоту реализации блока дешифраторов и соответственно более высокую скорость исполнения инструкций. Количество команд – около 50, каждая команда выполняется за один такт процессора. RISC-процессор выполняет 4-5 команд вместо одной, которую выполняет CISC-процессор. При этом команды RISC выполняются в 10 раз быстрее.
19. Виды и основные характеристики памяти.
Оперативная память (ОЗУ, RAM - Random Access Memory - память с произвольным доступом). Это устройство для временного хранения информации (энергозависимое), предназначенное для хранения выполняемых программ и данных, участвующих в вычислениях и представляет собой несколько микросхем, содержащих ячейки памяти. Из неё процессор и сопроцессор (устройство, помогающее выполнять процессору сложные математические вычисления) берут программы и исходные данные для обработки.
В каждой ячейке находится байт информации - число от 0 до 255. Емкость ОЗУ обычно 256 - 512 Мбайт, но может быть и значительно больше (до 4 Гбайт). Как правило, в компьютере есть возможность расширения памяти, для этого нужно вставить дополнительные микросхемы памяти в свободные гнезда на системной плате или в плату расширения памяти.
Следует всегда помнить, что при выключении компьютера вся информация, содержащаяся в ОЗУ, стирается. Поэтому при работе необходимо периодически сохранять данные на жестком диске или внешнем носителе.
Каждое внешнее устройство управляется специальной электронной схемой - контроллером или адаптером. Все контроллеры взаимодействуют с процессором через системную магистраль передачи данных (системную шину). Шина входит в состав системной (материнской) платы компьютера. Контроллеры внешних устройств, кроме размещенных непосредственно на материнской плате, подключаются путем вставки в свободные разъемы (слоты) этой шины.
Подключаемые контроллеры должны быть совместимы с типом системной шины.
Кэш-память
Компьютеру необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать, и быстродействие компьютера уменьшится. Поэтому современные компьютеры оснащаются Кэш-памятью или сверхоперативной памятью.
При наличии Кэш-памяти данные из ОЗУ сначала переписываются в нее, а затем в регистры процессора. При повторном обращении к памяти сначала производится поиск нужных данных в Кэш-памяти и необходимые данные из Кэш-памяти переносятся в регистры, поэтому повышается быстродействие.
Накопители.
Это запоминающие устройства, предназначенные для длительного (не зависящего от электропитания) хранения больших объемов информации.
Накопитель на гибких магнитных дисках - это электронно-механическое устройство, в котором для записи информации используется сменная дискета.
Накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер) - это устройство с несменным носителем.
Наиболее известные производители: SEAGATE, MAXTOR, IBM, FUJITSU, DIGITAL WESTERN.
Оптические накопители - это устройство для чтения компакт-дисков CD-ROM, устройство многократной записи CD-RW и DVD-ROM - устройство, предназначенное для чтения дисков формата DVD.
Наиболее известные производители: TEAC, ACER, MITSUMI, PANASONIC, PIONER.
USB – дискеты – небольшие устройства подключаемые к USB портам.