CISC –Complex Instruction Set Computer (процессор со сложной системой команд) Особенности архитектуры: 1) Сложная система команд, определяющая не только возможности выполнения сложных операций, но и позволяющая использовать множество способов адресации данных (регистровый способ – данные находятся в регистре, прямой – адрес данного содержится в коде команды, косвенный – адрес данного в регистре, базовый – адрес Читать далее
Рассматривая ЭВМ, как класс устройств, мы пришли к такому выводу, что наша ЭВМ изначально содержит, помимо той упрощенной схемы, которую мы рассматривали раньше, еще некие дополнительные устройства. Первоначально схема была следующей: Рис. 1. 2. Первоначальная схема интерфейса
1. Информационные. Используются для обеспечения согласованного взаимодействия функциональных элементов в соответствии с совокупностью логических условий, определяющих в целом структурную и функциональную организацию системы (кодирование алфавитов данных, синхронизация работы в автоматной сети).
1. Пропускная способность — это количество единиц информации, передаваемых между элементами в единицу времени [Бит/c]. Различают максимальную, минимальную и номинальную пропускную способность. Замечание: Единица измерения Бод никакого отношения к пропускной способности не имеет. Бод — это скорость манипуляции в канале. Она связана с пропускной способностью, но никак ее не определяет. Скорость манипуляции — это число Читать далее
1. Системные интерфейсы: радиальные (ISA, MCA, EISA), совмещенные (PCI, IEEE-1196). 2. Интерфейсы программируемых подсистем: IEEE – 488, SCSI. 3. Интерфейсы внешних запоминающих устройств (ВЗУ): накопитель на гибком магнитном диске (ST-506);
Рис. 1. 7. Платформа с множественным интерфейсом
Рис. 1. 17. Мосты интерфейса PCI
Подсистема памяти ЭВМ – это совокупность технических средств, предназначенных для организации хранения, записи и чтения (доступа к данным).
Иерархическая организация памяти Рис. 1. 37. Иерархическая организация памяти
Процессор, когда обменивается по системному интерфейсу, выставляет адрес (А) и записывает (читает) данные (D) по этому адресу. Кэш-контроллер обращается к кэш-памяти и поставляет эти данные в процессор, если в кэш памяти эти данные есть, если их нет, то кэш-контроллер обращается в ОП и записывает эти данные в кэш-память, а потом дает разрешение процессору на получение Читать далее
Стратегии: 1. Стратегия обновления. Определяет метод замещения старых данных в основной памяти при их модификации в кэш-памяти: сквозная и обратная запись. 2. Стратегия выборки. Определяет метод выбора места для размещения считанного из основной памяти блока. В разных типах памяти стратегия разная.
Рассмотрим три организации кэш-памяти: 1. Полностью ассоциативная кэш-память. 2. Кэш-память с прямым отображением. 3. Ассоциативная по множеству кэш-память.
При полностью ассоциативном размещении блоков в кэш-памяти допускается размещение каждого блока b из ОП в любом месте m кэш-памяти. Механизм преобразования адресов должен быстро дать ответ, существует ли копия блока b в кэш-памяти, и, если существует, то в каком месте m она находится. Исходя из этого рассмотрим структуру полностью ассоциативной кэш-памяти.
Для размещения в кэш-памяти данных блока b в место m используется часть разрядов адреса блока i. Т.к. мы не можем осуществлять полностью ассоциативное сравнение, то часть разрядов адреса блока разбивают на 2 части, где первая часть будет ячейка ассоциативной памяти, где хранится место требуемого блока (i – индекс) и вторая часть t – тег, определяющий Читать далее
Реализован компромисс между полностью ассоциативной кэш-памятью и кэш-памятью с прямым отображением: ОП разбивается на блоки, объединенные в области (как при прямом отображении), КП разбивается на группы мест по числу блоков в области, т.е. для каждого индекса имеется несколько мест, но в разных группах (Рис. 1. 47). Тэги в этом случае для определения кэш-попадания подвергаются ассоциативному Читать далее
Реально у любой системы с кэш-памятью для одних и тех же данных имеется две копии: 1-я копия в кэш-памяти, а вторая в ОП и эти копии могут различаться (когда взведен флаг W, то копия в кэш-памяти отличаются от копии в ОП). Поэтому возникает проблема обеспечения целостности данных. Кэш-контроллер должен реализовывать некую стратегию обновления ОП для Читать далее
Проблема обеспечения целостности данных хранящихся в ОП для многопроцессорных систем, заключающаяся в том, что трудно определить, где находятся не актуализированные данные — в кэш-памяти процессоров или в ОП.
Некэшируемая область в ОП. Т.к. имеется канал прямого доступа к памяти, который является специализированным процессором по пересылке данных и вполне возможны различные конфликты, то общесистемные переменные хранятся в области, которая не подлежит кэшированию. Все запросы к некэшируемой области ОП вызывают кэш-промахи. Повышение быстродействия в некэшируемой области возможно путем копирования программным обеспечением этой области в кэшируемую Читать далее
Архитектура процессора. Процессор (Пр) — функциональная часть цифровой ВС, предназначенная для интерпретации программы. (ГОСТ 15971-84). Пр — ф-ная единица, опознающая и выполняющая команды (ISO 2382/10-79). Элементы архитектуры процессора. Методы кодирования и типы обрабатываемых данных. Адресная структура памяти. Формат и типы команд. Способы формирования физического адреса. Принципы и механизмы взаимодействия с внешним миром (внутреннее и внешнее Читать далее
Архитектурные принципы фон-Неймана. Архитектура вычислительного средства – это общая организация вычислительного средства определяющие процесс обработки данных в конкретной вычислительной системе и включающая:1)Методы кодирования данных и команд. 2)Состав и иерархию и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.
Декомпозиция дискретного преобразователя на операционный и управляющий блоки. Модель дискретного преобразователя Глушкова предполагает разделение операционного автомата на 2 слабо связанных автомата, названных операционный и управляющий. Операционный автомат выполняет преобразования данных. управляющий автомат обеспечивает последовательные выполнения команд программы.
Прерывания – это смена контекста процессора, вызванная внешними или внутренними событиями. Гост 15 – 971 – 90 Прерывания – это операция процессора, состоящая в регистрации предшествовавшего прерыванию состояния процессора и установлению нового состояния.
1. а)Произведение времени доступа на стоимость хранения бита Д-х является величиной постоянной. б)Чем более быстродействующее ЗУ, тем больше стоимость хранения бита Д-х . в)Среднее время доступа такой памяти будет равна времени доступа к самому медленному ЗУ. г)При одновременном использовании различных типов ЗУ и при произвольном дотупе в их адресное пространство среднее время доступа == времени Читать далее
Эффективность динам. памяти определяется следующим: 1.Запоминающая ячейка содержит 2 вентельных эл-та (2 КМОП — транзистора). 2.Низкая энергия потребления (энергия переключения). 3.Болбшая ёмкость ЗУ (объём DRAM ~ 16 (32) Мбит). Недостатки: а)Регенерация Д-х (необходимость) б)Сложность выборки Д-х в)Большое времядоступа (60 нс.).
Процессом ввода/вывода называется пересылка данных м/у основной памятью и ПУ. Принципы в/в: 1.Использование специальных устройств — контроллеров ПУ (КПУ), предназначенных для сопряжения системного интерфейса с интерфейсом ПУ. (Системный интерфейс PCI, ISA; интерфейс ПУ — SCSI, IDE, RS 232c, IEEE 488, Centronics, EIDE). 2.Каким образом можно обратиться к этому контроллеру. Архитектурно КПУ представляет собой совокупность регистров Читать далее
Системы обработки данных с нетрадиционной архитектурой. Система обработки информации — совокупность технических средств, ПО, методов обработки информации и действий персонала, обуславливающая выполнение автоматизированной обработки информации. СОД — комплекс аппаратных и других средств предназначенных для механизации и автоматизации обработки информации.
СОД — комплекс аппаратных и других средств предназначенных для механизации и автоматизации обработки информации Векторно-конвейерные СОД. М-регистр масок, V-векторные регистры, Т-буферные регистры, S-скалярные регистры, В-буфера, А-адресные.
Асинхронные системы обработки данных. — отсутствие единой для всех обрабатывающих устройств синхронизации (т.е. каждые 2 взаимных устройства должны индивидуально устанавливать и разрывать логические связи между различными процессами обработки данных). Класс асинхронных систем обработки данных характеризуется единой для всех обрабатывающих устройств системой синхронизации (каждые 2 взаимодействующих устройства должны индивидуально устанавливать и разрывать логические связи между реализуемыми Читать далее
Проблемно ориентированные вычислительные системы. Вся структура МП-ого комплекса содержит 3 основные группы аппаратуры: 1) Микро ЭВМ; 2) Средства передачи данных; 3) Нестандартное периферийное оборудованиеХарактерно для них всех единое системотехническое, схемотехническое и технологическое решение. Весь набор модулей предназначен для построения аппаратных средств управления проблемно-ориентированными системами для широкого класса аппаратных средств.
