- •1 Введение
- •2 Основная часть
- •Раздел 1 архитектура и принципы построения эвм
- •Тема 1.1 Основные характеристики эвм
- •Тема 1.2 Общие принципы построения микро эвм
- •1) Протоколы обмена информации
- •2) Протоколы арбитража
- •3) Параллельная и последовательная передачи
- •4) Временная синхронизация процессов в микро эвм.
- •5) Режимы работы микро эвм
- •6) Формирование системной шины микро эвм.
- •Тема 1.3 Классификация средств вт
- •4 Микро эвм (пэвм).
- •Раздел 2. Функциональная и структурная организация эвм
- •Тема 2.1 Внутренняя структура эвм
- •1) Структурная схема эвм. Назначение базовых узлов и их функции.
- •Тема 2.2 Арифметическое логическое устройство (алу)
- •1) Формы представления информации в эвм
- •2) Представление алфавитно-цифровой информации и десятичных чисел
- •1 Классификация алу
- •2 Структура алу
- •Тема 2.3 Центральный процессор (цп)
- •2) Организация работы цп и оп
- •3) Система команд.
- •4) Программы и микропрограммное управления.
- •Тема 2.4 Устройство управления (уу)
- •2) Структурная схема уу
- •3) Способы адресации.
- •1. Прямая адресация.
- •4. Укороченная адресация.
- •4) Принцип организации системы прерываний
- •2. Характеристики системы прерываний
- •6) Маска прерываний
- •5) Прямой доступ к памяти
- •6) Интерфейс системной шины
- •Тема 2.5 Системная память
- •1) Иерархическая организация памяти в эвм.
- •2) Оперативная память
- •5) Основная память
- •6) Виртуальная память
- •1 Основные понятия
- •2 Виртуальная память при страничной организации.
- •3 Виртуальная память при сегментно-страничной организации.
- •7) Постоянная память для хранения bios
- •8) Защита памяти
- •Раздел 3 современные микро эвм
- •Тема 3.1 Технология сверхбыстрых ис и их влияние на архитектуру эвм
- •1) Архитектура эвм Фон-Неймана.
- •2 Раздельное кэширование кода и данных.
- •3 Введение блока предсказания перехода
- •2) Мп и микро эвм
- •3) Структура микро эвм
- •4) Особенности реализации оп в современных микро эвм
- •5) Периферийная организация эвм.
- •6) Мультипроцессорные системы
- •7) Системные ресурсы компьютера
- •Тема 3.2 Многопроцессорные и многомашинные вычислительные системы.
- •1) Общие сведения
- •2) Классификация вс
- •Тема 3.3 Архитектура памяти
- •1) Проблемы короткого машинного слова и архитектурные методы решения этих проблем.
- •2) Архитектура памяти (См. Раздел 2)
- •3) Форматы команд (См. Раздел 3)
- •Тема 3.4 Организация ввода/вывода и системы прерываний
- •1) Пространство ввода/вывода
- •2) Программное управление вводом/выводом
- •3) Ввод/вывод по прерываниям
- •4) Организация пдп
- •Раздел 4. Базовая архитектура 32 разрядных мп на примере i486
- •Тема 4.1 Регистровая структура мп
- •1) Пользовательские регистры мп (16 штук)
- •2) Сегментные регистры
- •3) Указатель команды eip/ip
- •4) Регистр флагов
- •Системные регистры мп i486 (15 штук)
- •1 Регистры pm
- •2 Регистры управления cr0 - cr3
- •3 Регистры отладки dr0 – dr7 – (Debug Registers)
- •4 Регистры проверки tr3-tr5, tr6, tr7.
- •Тема 4.2 Кодирование режимов адресации
- •1) 16 Битная адресация
- •2) 32 Битная адресация – применяется в защищённом режиме
- •Тема 4.3 Управление памятью
- •1 Сегментная организация памяти.
- •1) Общие понятия о сегментации.
- •2) Формат дескриптора сегмента
- •3) Права доступа сегмента ar
- •4) Дескрипторные таблицы
- •5) Селекторы сегментов
- •6) Образование линейного адреса
- •7) Локальная дескрипторная таблица (ldt)
- •8) Особенности сегментации
- •2) Страничная организация памяти
- •1 Структура страниц (лист 7)
- •2 Страничное преобразование адреса.
- •3 Формат элемента таблицы страниц pte
- •Тема 4.4 Защита по привилегиям
- •1) Уровни привилегий
- •2) Определение уровней привилегий
- •3) Привилегированные команды
- •4) Защита доступа к данным
4. Укороченная адресация.
Используется для уменьшения длины кода команды: в команде задаются только младшие разряды адреса, а старшие разряды нулевые. Это удобно для адресации начальных ячеек ОП с начальными короткими адресами.
5. Регистровая адресация. Это частный случай укороченной адресации, где в качестве фиксированных ячеек с короткими адресами используются регистры МП. Например, если регистров 8, нужно 3 разряда для адресации.
6. Косвенная адресация (адресация адреса). Ак указывает адрес ячейки памяти, в которой находится адрес операнда или команды.
7. Автоиндексирование. Используются для обработки массивов информации.
В регистр адреса МП загружается адрес первого обрабатываемо элемента массива, а затем к регистру адреса в результате уменьшения (декремент) или увеличения (инкремент) формируется адрес следующего элемента массива. Поэтому индексация бывает автоинкрементной и автодекрементрой.
8. Адресация слов переменной длины. В команде указывается адрес начала слова и его длина.
9. Стековая адресация. Стек – это группа последовательно пронумерованных ячеек ОП (программный стек) или регистров (аппаратный стек), снабжённых специальным регистром в МП – SP, в котором автоматически при записи и считывании устанавливается адрес последней занятой ячейки стека, называемой вершиной стека. Бывает стек FIFO и LIFO (см. МП).
4) Принцип организации системы прерываний
1. Понятие о прерывании. ЭВМ прекращает обработку текущей программы и переходит к выполнению другой программы, специально предназначенной для данного события. Моменты возникновения прерываний заранее не известны и поэтому не программируются. Каждое прерывание сопровождается запросом прерывания IRQ. Программа, затребующая запрос, называется прерывающей, а текущая программа – прерванной. Запросы на прерывание возникают во внешней среде (от ПФУ) и внутри ЭВМ (Ошибки). В каждой ЭВМ используются аппаратные и программные средства, которые называются системой прерывания. Между запросами прерываний приоритетные соотношения.
2. Характеристики системы прерываний
1) Общее число запросов прерываний (входов в систему прерывания). На старых MB количество IRQ 8, на новых MB – 16, 24, 32.
2) Время реакции – это время между появлением запроса на прерывания и началом выполнения прерывающей программы
3) Издержки прерывания – это суммарное время на запоминание контекста МП в стеке и восстановления состояния текущей программы
4) Глубина прерывания – это число программ, которые могут прервать друг друга и совпадает с числом уровней приоритета
Если запрос на прерывание не обслужится до момента прихода нового запроса от того же источника, то возникает насыщение системы прерывания.
5) Вектор прерывания – это вектор начального состояния прерывающей программы, который содержит всю необходимую информацию для перехода к прерывающей программе, в том числе её начальный адрес. Каждому запросу соответствует свой вектор прерывания для векторов прерываний. Для векторов прерываний специально выделены фиксированные ячейки ОП – это в реальном режиме работы – 1 килобайт ОП, а в PM – дескрипторная таблица прерываний IDT.