- •Организация и функционирование вычислительных машин
- •Раздел 1. Основные понятия архитектуры и организации эвм. 3
- •Раздел 2. Организация процессора и основной памяти вм 7
- •Раздел 3. Организация памяти в эвм 35
- •Раздел 4. Организация системы ввода-вывода в эвм. 51
- •Раздел1.Основныепонятия архитектуры и организации эвм. Состав электронной вычислительной машины (эвм)
- •Принцип программного управления и машина фон Неймана
- •Понятие архитектуры, организации и реализации эвм
- •Многоуровневая организация эвм.
- •Понятие семантического разрыва между уровнями
- •Организация аппаратных средств эвм
- •Типовая структура вм на микропроцессорных наборах
- •Раздел 2. Организация процессора и основной памяти вм
- •Типовая структура процессора и основной памяти
- •Основной цикл работы процессора
- •Организация процессора и памяти в микропроцессоре Intel 8086
- •Организация стека процессора
- •Распределение оперативной памяти в i8086, ms dos
- •Организация выполняемых программ в ms dos
- •Режимы адресации памяти в микропроцессоре Intel 8086
- •5. Адресация по базе
- •6. Косвенная адресация с масштабированием
- •7. Адресация по базе с индексированием и масштабированием
- •Система команд i8086
- •3DNow! от amd
- •Организация прерываний в процессоре Intel 80x86
- •Управление выполнением команд в эвм.
- •Способы формирования управляющих сигналов.
- •Простейшая схема формирователя управляющих сигналов
- •Способы кодирования микрокоманд.
- •Компьютеры с сокращенным набором команд.
- •Арифметические особенности risc процессоров.
- •Раздел 3. Организация памяти в эвм
- •Основные среды хранения информации.
- •Виды запоминающих устройств.
- •Память с произвольной выборкой.
- •Постоянные запоминающие устройства.
- •Ассоциативные запоминающие устройства (азу)
- •Иерархическая система памяти
- •Организация памяти типа кэш.
- •Организация структуры основной памяти в процессорах ix86.
- •Организация виртуальной памяти.
- •Организация виртуальной памяти на i386 и более старших моделях.
- •Организация работы с внешней памятью.
- •Организация работы с файлами на дисках в ms-dos.
- •Раздел 4. Организация системы ввода-вывода в эвм.
- •Архитектура систем ввода-вывода.
- •Способы выполнения операции передачи данных
- •Структуры контроллеров внешних устройств, для управления различными режимами передачи данных.
- •Программные средства управления вводом-выводом.
- •Основные компоненты процедуры управления ввода-вывода общего вида
- •Состав и реализация устанавливаемого драйвера символьного типа
- •Литература
- •Краткое введение в язык ассемблера.
- •1. Директивы задания данных
- •2. Директивы сегментации программы
- •3. Директивы группирования.
- •4. Порядок размещения сегментов.
- •5. Директивы ограничения используемых команд.
Типовая структура вм на микропроцессорных наборах
ППД – память прямого доступа (RAM–randomaccessmemory);
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство (ROM–readonlymemory)
АДП – адаптер (контроллер для подключения одного устройства).
ПДП – прямой доступ в память (DMA-direct memory access)
ГТ – генератор тактов (CLG–clockgenerator)
RSG–ResetGenerator
У- шина управления; А- шина адресов; Д- шина данных.
Кроме центрального процессора в состав современной ВМ могут входить сопроцессоры:
математический сопроцессор (NPR–numericalprocessor);
аналоговый процессор (APR–analogprocessor);
процессор цифровой обработки сигналов (ЦОС) (DSP-digitalsignalprocessor).
Раздел 2. Организация процессора и основной памяти вм
В разделе идет речь о машинах с контроллерным управлением, в которых порядок выполнения команд явно задается программой. Машины с потоковым управлением и машины с запросным управлением (редукционные) в данном курсе не рассматриваются.
Процессорвыполняет две функции:
обработка данных в соответствии с заданной программой;
управление всеми устройствами машины.
Управление в соответствии с заданной программой представляется в виде последовательности команд в цифровой форме. Каждая из команд имеет две части:
-
Операционная часть
адресная часть
Операционная часть - задает код операции и режим ее выполнения. Адресная часть – содержит сведения о размещении операндов (данных): непосредственно сами значения данных, адреса данных в памяти или сведения для определения адресов размещения данных в памяти. Формирование исполнительного адреса – этап перехода от сведений об адресе к самому адресу. В адресной части могут быть сведения об отсутствии операндов (нульадресная или безадресная команда ) и от одного (одноадресная команда) до трех операндов (трехадресная команда).
Типовая структура процессора и основной памяти
АЛУ - арифметико-логическое устройство.
РОНы - регистры общего назначения (от 8 до нескольких сотен штук).
Рг СС - регистр слова состояния. Содержит текущее состояние процессора, в который входит уровень приоритета текущей программы, биты условий {j}завершения последней команды, режим обработки текущей команды. Возможны следующие режимы обработки (в порядке возрастания уровня):
UserMode- режим пользователя; в этом режиме не могут выполнятся системные команды (команды изменения состояния процессора и команды ввода- вывода);
SuperVisorMode- режим супервизора; обеспечивается выполнение всех команд ввода- вывода;
KernelMode- режим ядра; возможно выполнение всех команд процессора.
ПС - программный счетчик. Содержит адрес текущей команды и автоматически наращивается для подготовки адреса следующей команды (исключение составляет команда перехода);
Рг Команд - регистр команд. Содержит код исполняемой в данный момент команды;
ДешКОПиРА – дешифратор кода операции и режимов адресации;
Форм-льУС – формирователь управляющих сигналов { Уi};
РАП - регистр адреса памяти; РДП - регистр данных памяти;
РгУС – регистр управляющего слова контроллера памяти;