9. Управляющее устройство процессора.

Устройство управления (УУ) управляет работой АЛУ путем выработки последовательности микрокоманд, необходимых для выполнения той или иной операции (+, -, /, * и т.д.).

Порядок выполнения микрокоманд определен микропрограммой реализации операции, но может изменяться в зависимости от признаков операции, вырабатываемых в АЛУ (P₁,...,P_m) и подаваемых на вход УУ.

Микропрограммы могут иметь как линейную структуру, так и быть разветвленными.

Технические реализации УУ даже простейших процессоров разнообразны. Однако в самом общем случае их различают по способу хранения микропрограмм.

По этому критерию УУ подразделяются на:

- УУ с жесткой (схемной) логикой и

-УУ с хранимой в специальной памяти микропрограммой.

Если микропроцессорная память доступна программисту, то УУ являются микропрограммируемыми и позволяют изменить систему команд процессора.

Если микропрограммная память не доступна, то процессор имеет неизменную систему команд, как и в случае УУ с жесткой логикой.

УУ современных процессоров во многих случаях комбинированные.

Выполнением простых команд управляет быстродействующее УУ на жесткой логике, а выполнением сложных команд – более медленное УУ с микропрограммной памятью.

УУ, построенные на жесткой логике, исторически появились первыми.

Основным преимуществом таких УУ является их быстродействие.

Системы команд таких процессоров всегда фиксированные и не могут быть изменены пользователем. Подобные УУ иногда называют специализированными. Специализированные УУ формируют неизменные последовательности сигналов управления (СУ).

10. Назначение и основные характеристики памяти эвм.

Памятью ЭВМ называют совокупность устройств, служащих для запоминания, хранения и выдачи информации.

Отдельные устройства, входящие в эту совокупность, называются запоминающими устройствами (ЗУ) или памятями того или иного типа.

Основные операции с памятью:

- Запись – занесение информации в память;

- Считывание – выборка информации из памяти.

Обе этих операции называются в общем случае обращением к памяти.

При обращении к памяти происходит считывание или запись некоторой единицы данных, различной для устройств разного типа.

Такой единицей может быть байт, машинное слово, блок данных.

Рассмотрим важнейшие характеристики ЗУ:

- емкость (Емкость памяти определяется максимальным количеством данных, которые могут в ней храниться одновременно. Емкость измеряется в битах, байтах, машинных словах. Используют и более крупные единицы измерения:

1 Кбайт = 1024 бит,

1 Мбайт = 1024 Кбайт,

1 Гбайт = 1024 Мбайт),

- удельную емкость (Удельная емкость памяти определяется как отношение емкости ЗУ к его физическому объему и характеризует степень технологического совершенства ЗУ),

- удельную стоимость (Удельная стоимость памяти определяется как отношение стоимости ЗУ к его емкости и определяет, помимо технологического совершенства конкурентоспособность изделия на рынке),

- быстродействие (Быстродействие памяти определяет продолжительность операции обращения и делится на:

- время обращения при считывании. Это время, необходимое на поиск нужной единицы информации и ее считывание;

- время обращения при записи. Это время, необходимое для поиска места для хранения данной единицы информации и ее запись в память),

которые характерны для любых типов ЗУ.

Критерии, по которым принято квалифицировать ЗУ:

- по принципу действия (По этому признаку основные типы ЗУ, наиболее широко используемые в современных ЭВМ, делятся на:

• электронные, в которых в качестве запоминающих элементов используют полупроводники;

• магнитные с неподвижными запоминающими элементами;

• магнитомеханические с движущимися магнитными носителями информации;

• оптические с движущимся носителем информации;

• магнитооптические с движущимся носителем информации),

- по реализации в памяти операций обращения (Память с произвольным обращением, допускающую как считывание, так и запись информации (RAM). Это энергозависимые ЗУ; Флэш ППЗУ (Flash EEPROM) – энергонезависимые перепрограммируемые ЗУ, информация в которых сохраняется до нескольких лет. Обращения к ним возможно как для записи, так и для чтения. Однако быстродействие этих ЗУ ниже, чем у RAM и ROM;

- по способу доступа к хранимой информации: По этому признаку различают ЗУ с непосредственным (произвольным, Непосредственный (произвольный) доступ. В ЗУ этого типа время доступа, а поэтому и цикл обращения не зависят от места расположения элемента памяти, с которого производится считывание или в который записывается информация.

В большинстве случаев это электронные ЗУ, в которых непосредственный доступ реализуется с помощью электронных логических схем. В ЗУ с произвольным доступом цикл обращения составляет от 1-2 мкс до единиц наносекунд), с прямым (циклическим, Прямой (циклический) доступ. К ЗУ этого типа относятся устройства на магнитных, оптических и магнитооптических дисках, а также на магнитных барабанах (последние в настоящее время используются очень редко). Благодаря непрерывному вращению носителя информации возможность обращения к некоторому участку носителя для считывания или записи циклически повторяется.

В таких ЗУ время доступа составляет обычно от долей секунды до единиц миллисекунды) и последовательным доступом (Последовательный доступ. К ЗУ этого типа относятся устройства на магнитных лентах. В процессе доступа производится последовательный просмотр участков носителя информации, пока нужный участок не займет некоторое исходное положение.

Время доступа в худшем случае составляет минуты, поскольку магнитофон будет вынужден осуществить перемотку всей кассеты).