4. 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

5. 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.

6. Блок синхронизации.

Блок синхронизации (БС) предназначен для обеспечения синхронной работы всех узлов ЭВМ. В его задачи входит генерация синхропоследовательностей заданной формы и длительности для ЦП, таймера, контроллеров, ОП и других устройств, входящих в состав ЭВМ.

В качестве основы для построения БС можно использовать микропрограммируемый тактовый генератор (например 1804ГГ1) . Это позволит реализовать переменную длительность такта для ЦП, что позволит несколько повысить его производительность.

Использование микросхемы КМ1804ГГ1 в качестве тактового генератора в составе блока синхронизации дает целый ряд преимуществ.

Микросхема имеет стабилизированный с помощью внешнего кварцевого резонатора генератор опорной частоты от 1 до 30 МГц, микропрограммируемую длительность тактовых импульсов от 3 до 10 периодов опорной частоты, состояния "работа", "останов", "ожидание", "шаговый режим". Данные характеристики позволяют использовать эту микросхему для обеспечения синхронной работы всех узлов ЭВМ

Синхросигналы для всех узлов ЭВМ

Рис. 4 Схема блока синхронизации.