- •Разработать структурную схему гипотетической эвм, функциональную схему и алгоритм работы конкретного блока, входящего в состав этой эвм.
- •Первая часть посвящена разработке структурной схемы гипотетической
- •Исходные данные к курсовому проекту:
- •Разработка структурной схемы эвм.
- •Разработка основных блоков эвм:
- •Центральный процессор.
- •Система прерываний.
- •Кэш данных.
- •Система ввода – вывода.
- •Блок синхронизации.
- •Монитор.
- •Таймер.
- •Клавиатура.
- •Разработка кэша данных.
-
Кэш данных.
Кэш-память представляет собой быстродействующее статическое ОЗУ небольшого объёма, в котором по мере работы процессора сохраняется наиболее актуальная информация.
Обычно ОП разрабатывается на базе динамического ОЗУ, быстродействие которого примерно в 10 раз ниже статического. При считывании информации из ОП она попутно запоминается в кэш-памяти, причем “на всякий случай” запоминается информация из соседней с ней ячеек. Так как программы обычно имеют циклический характер, а данные и команды размещены в соседних ячейках, в кэш-памяти постепенно накапливаются, а затем в ходе работы, автоматически обновляются текущие коды команд и данных, которые процессор часто использует. Таким образом в кэш-памяти накапливаются рабочие копии данных, хранимых в основном ОЗУ, причем считывание этих копий производится примерно в 10 раз быстрее, чем если бы считывались оригиналы данных. При записи информации, мы должны обязательно записать новые значения в ОЗУ, поэтому при этой операции мы не можем воспользоваться преимуществами кэш-памяти. Кэш со сквозной записью.
Ниже приведена таблица условий сохранения и обновления информации в ячейках кэш-памяти и ОП.
Режим работы |
Наличие копии в кэш-памяти |
Информация рмация |
|
В кэш-памяти |
В ОЗУ |
||
Чтение |
Копия есть |
Не изменяется |
Не изменяется |
Копии нет |
Создается копия |
Не изменяется |
|
Запись |
Копия есть |
Обновляется |
Обновляется |
Копии нет |
Создается копия |
Обновляется |
-
Система ввода – вывода.
По заданию ввод/вывод должен быть программно-управляемый с отображением в памяти.
При программно-управляемом (условном) вводе/выводе управление обменом информацией осуществляется подпрограммой, которая сама опрашивает устройства на предмет их готовности передавать данные. При данной организации ввода/вывода сводятся к минимуму аппаратные затраты, но увеличивается загруженность процессора.
Ввод-вывод с отображением в память - это способ в соответствии с которым пересылка данных к периферийным устройствам (ПУ) и из этих устройств осуществляется с использованием некоторого пространства памяти. При этом адрес памяти декодируется в периферийном устройстве, т. е. имеется возможность установить, когда адресовано данное конкретное устройство. Обычно каждому функциональному блоку ПУ присваивается свой адрес памяти, и ЦП может произвести обращение к этому блоку.
Достоинство ввода-вывода с отображением в памяти заключается в том, что для выполнения ввода-вывода могут быть использованы все команды обращения к памяти. Следовательно машине не обязательно иметь специальные команды ввода-вывода.
Недостаток в том, что необходимо присваивать часть памяти ПУ. Таким образом, полный диапазон адресации памяти в машине уменьшается на величину этой части адресов.