- •Глава 1.
- •Базовая структура машины Джона фон Неймана:
- •Поколения эвм.
- •Представление информации в эвм.
- •Представление других видов информации.
- •Системы счисления.
- •Перевод целых чисел.
- •Перевод дробных чисел.
- •Прямой, обратный и дополнительный коды.
- •Прямой код.
- •Обратный код.
- •Дополнительный код
- •1.1.12. Модифицированные коды.
- •1.2. Структура эвм и назначение ее элементов.
- •1.2.1. Элементы архитектуры вычислительных систем.
- •1.2.2. Понятие о системе программного обеспечения эвм. Понятие об архитектуре эвм.
- •1.2.3. Общие принципы построения современных эвм.
- •1.3. Центральный процессор эвм.
- •1.3.1. Принципы построения элементарного процессора.
- •1.3.2. Операционные устройства (алу).
- •1.3.3. Управляющие устройства.
- •1.3.4. Уу с жесткой логикой.
- •1.3.5. Структура базового микропроцессора.
- •1.3.6. Структура микропроцессора.
- •1.4. Организация и структура памяти.
- •1.4.1. Структура памяти эвм.
- •1.4.2. Способы организации памяти.
- •1.4.3. Адресная память.
- •1.4.4. Ассоциативная память.
- •1.4.4. Стековая память (магазинная).
- •1.4.5. Постоянный зу (пзу, ппзу).
- •1.4.6. Флеш-память.
- •1.4.7. Размещение информации в основной памяти ibm pc.
- •1.5. Система прерываний.
- •1.5.1. Назначение, принцип работы и организация системы прерываний эвм.
- •1.5.2. Возможные структуры систем прерывания.
- •1.5.3. Характеристики систем прерывания.
- •1.6. Системы ввода-вывода.
- •1.6.1. Принципы организации ввода / вывода информации в эвм.
- •1.6.2. Общие принципы организации вв.
- •1.6.3. Программный вв.
- •1.6.4. Вв по прерываниям.
- •1.6.5. Вв в режиме пдп.
- •Пдп с захватом цикла.
- •Пдп с блокировкой процессора.
- •Системы визуального отображения информации (видеосистемы).
- •Клавиатура.
- •Принтер.
- •Сканер.
- •Устройства ввода-вывода звуковых сигналов.
- •1.8. Компоненты материнской платы.
- •Chipset.
- •Разновидности слотов.
- •Типы обмена по системной магистрали.
- •1.8. Введение в микропроцессорную технику.
- •Классификация мп
- •Структура типового микропроцессора
- •1.9. Архитектура современных эвм.
- •Глава 2.
- •Пользователь 1
- •1. Основные понятия безопасности
- •2. Проблемы обеспечения безопасности ос
- •3. Основные функции подсистемы защиты ос
- •4. Отказоустойчивость операционных систем
- •Глава 3
1.4.2. Способы организации памяти.
Функционально ЗУ любого типа всегда состоят из запоминающего массива, хранящего информацию, и вспомогательных, весьма сложных блоков, служащих для поиска в массиве, записи и считывания (и, если требуется, для регенерации).
Запоминающий массив (ЗМ) состоит из множества одинаковых запоминающих элементов (ЗЭ). Все ЗЭ организованы в ячейки, каждая из которых предназначена для хранения единицы информации в виде двоичного кода, число разрядов которого определяется шириной выборки. Способ организации памяти зависит от методов размещения и поиска информации в ЗМ. По этому признаку различают адресную, ассоциативную и стековую память.
1.4.3. Адресная память.
В памяти с адресной организацией размещение и поиск информации в ЗМ основаны на использовании адреса хранения единицы информации, которую в дальнейшем для краткости будем называть словом. Адресом служит номер ячейки ЗМ, в которой это слово размещается. При записи (считывании) слова в ЗМ инициирующая эту операцию команда должна указывать адрес (номер) ячейки, по которому надо произвести запись (считывание).
1.4.4. Ассоциативная память.
В памяти этого типа поиск информации происходит не по адресу, а по ее содержанию. Под содержанием информации в данном случае понимается не смысловая нагрузка лежащего на хранении в ячейке памяти слова, а содержание ЗЭ ячейки памяти, т.е. побитовый состав записанного двоичного слова. При этом ассоциативный запрос (признак) также представляет собой двоичный код с определенным побитовым составом. Поиск по ассоциативному признаку происходит параллельно во времени для всех ячеек ЗМ и представляет собой операцию сравнения содержимого разрядов регистра признака с содержимым соответствующих разрядов ячеек памяти. Для организации такого поиска все ЗЭ ЗМ снабжены однобитовыми процессорами, поэтому в ряде случаев память такого типа рассматривают как многопроцессорную систему.
Полностью ассоциативная память большого объема является очень дорогостоящим устройством, поэтому для ее удешевления уменьшают число однобитовых процессоров до одного на ячейку памяти. В этом случае сравнение ассоциативного запроса с содержимым ячеек памяти идет последовательно для отдельных разрядов, параллельно во времени для всех ячеек ЗМ.
При очень больших объемах памяти на определенных классах задач ассоциативный поиск существенно ускоряет обработку данных и уменьшает вероятность сбоя в ЭВМ. Кроме того, ассоциативные ЗУ с блоками соответствующих комбинационных схем позволяют выполнить в памяти достаточно сложные логические операции: поиск максимального или минимального числа в массиве, поиск слов, заключенных в определенные границы, сортировку массива и т.д.
Следует отметить, что ассоциативный поиск можно реализовать и в компьютере с обычной адресной памятью, последовательно вызывая записанные в ячейки памяти слова в процессор и сравнивая их с некоторым ассоциативным признаком (шаблоном). Однако при больших объемах памяти на это будет затрачено много времени. При использовании ассоциативной памяти можно, не считывая слов из ОП в процессор, за одно обращение определить количество слов, отвечающих тому или иному ассоциативному запросу. Это позволяет в больших базах данных очень оперативно реализовать запрос типа: сколько жителей области не представило декларацию о доходах и т.п.
В некоторых специализированных ЭВМ ОП или его часть строится таким образом, что позволяет реализовать как ассоциативный, так и адресный поиск информации.
Первоначально рассмотрим операцию, называющуюся контроль ассоциации. Эта операция является общей для операции считывания и записи, а также имеет самостоятельное значение.