- •1 Основные характеристики и области применения эвм различных классов 2
- •2 Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов 37
- •Архитектура системы команд. Архитектуры cisc и risc.
- •Классификация компьютеров по областям применения
- •Иформационно-логические основы вычислительных машин их функциональная и структурная организация
- •Процессоры
- •Cisc-процессоры ПроцессорыIntel8086
- •ПроцессорыPentium
- •ПроцессорыPentium4
- •Risc-процессоры Особенности процессоров с архитектурой sparc
- •Процессоры SuperSparc
- •ПроцессорыHyperSparc
- •Иерархия памяти, кэш-память
- •Виртуальная память
- •Физическая организация памяти
- •Внешняя память
- •Дисковая память
- •Память на гибких магнитных дисках
- •Память на жестких магнитных дисках
- •Кэширование диска
- •Основные стадии выполнения команды. Рабочий цикл процессора
- •Организация прерываний в эвм
- •Каналы и интерфейсы ввода вывода
- •Обзор интерфейсов ввода вывода
- •Характеристики современных интерфейсов ввода-вывода
- •Периферийные устройства
- •Печатающие устройства (принтеры)
- •Матричные принтеры
- •Струнные принтеры
- •Лазерные иLed-принтеры
- •Принтеры с термопереносом восковой мастики
- •Принтеры с термосублимацией красителя
- •Принтеры с изменением фазы красителя
- •Плоттеры
- •Протоколы
- •Сканеры
- •Видеосистема
- •Видеоадаптеры
- •Мониторы
- •Общие параметры видеосистемы
- •Программное обеспечение
- •Классификация программного обеспечения (по)
- •Операционные системы
- •Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов
- •Классификация вычислительных систем
- •Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы
- •Многомашинные вычислительные системы
- •Многопроцессорные вычислительные системы
- •Типовые вычислительные структуры и программное обеспечение
- •Системы с конвейерной обработкой данных
- •Матричные вычислительные системы
- •Ассоциативные вычислительные системы
- •Принципы векторной обработки
- •Сети эвм.
- •Общие понятия. Классификация.
- •Лвс и компоненты лвс
- •Локальная вычислительная сеть
- •Основные компоненты вычислительной сети
- •Рабочая станция
- •Сетевое оборудование
- •Сетевая операционная система
- •Сетевое программное обеспечение
- •Глобальная вычислительная сетьInternet
- •Интернет – сеть виртуальных сетей
- •Каналы связи
- •Литература
Виртуальная память
Достаточно давно пользователи столкнулись с проблемой размещения в памяти программ, размер которых превышал имеющуюся в наличии свободную память. Решением было разбиение программы на части, называемые оверлеями. 0-ой оверлей начинал выполняться первым. Когда он заканчивал свое выполнение, он вызывал другой оверлей. Все оверлеи хранились на диске и перемещались между памятью и диском средствами операционной системы. Однако разбиение программы на части и планирование их загрузки в оперативную память должен был осуществлять программист.
Развитие методов организации вычислительного процесса в этом направлении привело к появлению метода, известного под названием виртуальная память. Виртуальным называется ресурс, который пользователю или пользовательской программе представляется обладающим свойствами, которыми он в действительности не обладает. Так, например, пользователю может быть предоставлена виртуальная оперативная память, размер которой превосходит всю имеющуюся в системе реальную оперативную память.
Таким образом, виртуальная память – это совокупность программно-аппаратных средств, позволяющих использовать ОП, размер которой превосходит реально имеющуюся в системе ОП. Для организации виртуальной памяти вычислительная система должна решать следующие задачи:
размещение данных в ЗУ разного типа, например, часть ОП, а часть на диске;
перемещение по мере необходимости данные между ЗУ разного типа, например, подгрузка нужной части программы с диска в ОП;
преобразование виртуальных адресов в физические.
Все эти действия выполняются автоматически, без участия программиста, то есть механизм виртуальной памяти является прозрачным по отношению к пользователю.
Физическая организация памяти
Физически память делится на внутреннюю и внешнюю.
Внутренняя память выполняется, чаще всего, в виде микросхем высокой степени интеграции. Внутренняя или основная память может быть двух типов: оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM,RandomAccessMemory) или ЗУ с произвольной выборкой (ЗУПВ) и постоянное ЗУ (ПЗУ илиROM,ReadOnlyMemory). В последнее время широкое распространение получила флэш (Flash)-память, имеющая особенности, как ОЗУ, так и ПЗУ. ОЗУ является энергозависимой памятью, поскольку вся содержащаяся в ней информация теряется при выключении питания и предназначена для временного хранения программ и данных. ПЗУ является энергонезависимой памятью, т.е. информация сохраняется и при выключении питания системы. ПЗУ предназначена для хранения управляющих работой ЭВМ стандартных программ (например, отвечающие за процедуру старта системы), констант, таблицы символов и т.д.
ПЗУ могут быть: масочными - запрограммированными на заводе изготовителе (ROM), однократно-программируемыми пользователем ППЗУ (PROM или OTP), многократно-программируемыми (репрограммируемыми) пользователем РПЗУ с ультрафиолетовым стиранием (EPROM) или с электрическим стиранием (EEPROM, Flash). Широкое распространение нашли также программируемые логические матрицы и устройства (PLM, PML, PLA, PAL, PLD, FPGA и т.д.) с большим выбором логических элементов и устройств на одном кристалле.
ОЗУ подразделяются на статическую память (SRAM), динамическую (DRAM, здесь для хранения информации необходима ее регенерация) и регистровую (RG).
В качестве оперативной памяти современные ЭВМ оснащаются модулями SIMM,DIMM,DDRиRIM, которые является динамической памятью. Указанные модули памяти представляют собой небольшие платы с установленными на ней совместимыми чипамиSDRAM (Sychronous DRAM – это новая технология микросхем динамической памяти. Основное отличие данного типа памяти от остальных заключается в том, что все операции синхронизированы с тактовой частотой процессора, то есть память и CPU работают синхронно. Технология SDRAM позволяет сократить время, затрачиваемое на выполнение команд и передачу данных, за счет исключения циклов ожидания).
Модуль SIMM (Single In-line Memory Modyle) –72-контактные модули, обычно оборудованные микросхемами памяти общей емкостью 8, 16 и 32 Мб.
Модуль DIMM(DualIn-lineMemoryModyle) – 168-контактные модули памяти. DIMM обладают внутренней архитектурой, схожей с 72-контактными модулями SIMM, но благодаря более широкой шине обеспечивают повышенную производительность подсистемы «ЦП – ОП».
Модуль DDR– имею аналогичнуюDIMMархитектуру, а двукратный выигрыш в быстродействии осуществляется за возможности передачи двух порций данных за один такт синхронизации – по фронту и спаду импульса.
Одной из наиболее быстродействующих является память RDRAM (Rambus RAM), разработанная американской компанией Rambus. Память RDRAM является 16-разрядной, тактируется частотой 400 МГц (результирующая частота за счет использования технологии DDRсоставляет 800 МГц) и достигает пиковой скорости передачи данных 1.6 Гбайт/с. Использование узкой шины данных и сверхвысокой частоты значительно повышают эффективность использования и загрузку канала, максимально освобождая протокол от временных задержек.