Организация ЭВМ
Систолические структуры – это системы синхронной обработки данных. Для них используется единая система тактовых сигналов, т.е. пульсация и продвижение данных происходит согласованно. Если на один элемент поступила порция данных, то только следующий такт меняет одну входную порцию на другую, причем это происходит по всей матрице одновременно. Но иногда, когда мы будем использовать универсальные систолические системы Читать далее
Каждое устройство на PCI имеет свою область памяти, используемую строго для конфигурации. Для каждого устройства изготовитель предусматривает свое адресное пространство.
Может оказаться, что на одной плате существуют многофункциональные устройства. Пример, на звуковой карте есть очень много устройств: входной и выходной каналы, регулятор громкости, микшер и т.д. и т.п. А конфигурационное адресное пространство одно. Каждое из этих устройств независимо: микшер может быть, а может и не быть, также и регулятор. Т.е. на контроллере может быть несколько Читать далее
На контроллере есть общее адресное пространство, независимое от числа логических устройств и входящих в контроллер и части, которые дублируются на каждом из устройств. Существуют специальные команды, которые отображают эти части в общее адресное пространство, путем занесения номера логического устройства в специальную ячейку. В свою очередь каждая из этих частей делится на 3 типовых части. Первая Читать далее
1. Command – управление устройством. Структура показана на рис. 1. 23.
1. Status – Состояние устройства. Рис. 1. 24. Структура Status
1. Base Address Register – программа начальной инициализации и конфигурации определяет через базовый регистр объем памяти и тип адресного пространства, требуемые устройством. Для этого в регистр записывается 32-х разрядное число 0FFFFFFFFh, которое опознается устройством, и следующее чтение из этого регистра содержит тип адресного пространства и его объем.
Expantion ROM Base Address — (базовый адрес расширяющей памяти (R/O)). Содержит индивидуальный код, который применяется только для данного устройства (например, для видеокарты – код настройки цветов, и т.д.).
1. Включение питания (power-on). Тестируется процессор, запуская внутри себя микрокод. Затем чтение команды, записанной по жёско-фиксированному адресу. 2. Power-On-Test – этот тест находится по начальному адресу в ПЗУ и выполняет: § расширенную диагностику процессора;
Формат команды определяется разрядностью МП. У МП К580, который является 8-ми разрядным, однобайтовые команды имеют формат 8 разрядов, 2-х байтовые -16, 3-х байтовые -24. Команда должна содержать код операции, адрес первого и второго операнда, адрес результата, адрес следующей команды. МП К580 является 8-ми разрядным, поэтому необходимо сократить кол-во данных, содержащихся в коде команды. Один из Читать далее
Память ЭВМ организована по иерархической лестнице, т.е. устройства обладающие большим объемом памяти обладают меньшим быстродействием. Наибольшим быстродействием обладают СОЗУ (сверх ОЗУ). Они обычно реализуются на регистрах, поэтому в МП СОЗУ называется РОН. Объем памяти СОЗУ очень мал. Обычно памятью машины называют ОЗУ. Быстродействие ОЗУ должно быть не меньше чем быстродействие электронных схем операционной части, памяти Читать далее
Отличается от ОЗУ тем, что в него информация записывается однократно. Для ПЗУ возможен только режим чтения. Информация из ПЗУ считывается пословно. В одной строке записывается несколько слов. Выбор слова в строке производится с помощью селектора. Селектор собран на VT0 — VT7. Буфер ввода — вывода собран на многоэмиттерных транзисторах МТ1 — МТ4. Ввод и вывод Читать далее
ВЗУ вместе с устройствами ввода — вывода относятся к периферийным устройствам. Периферийные устройства обеспечивают общение человека с машиной. Раньше роль ВЗУ выполняли перфокарты и перфоленты. В настоящее время используются магнитные носители информации: магнитные ленты и диски. Магнитная лента относится к запоминающим устройствам с последовательным доступом к памяти. Магнитные диски относятся к запоминающим устройствам с произвольным Читать далее
Прерывание работы МП по запросу внешних устройств устраняет необходимость выполнения МП неэффективных операций по проверке готовности внешних устройств к обмену данными и снижает затраты времени на ожидание готовности периферийного устройства к обмену. Прерывания необходимы при обмене данными с большим числом асинхронно работающих внешних устройств. Прерываемая программа должна содержать команду EI в начале участка основной программы, Читать далее
После того, как программа написана на языке высокого уровня она транслируется в машинный код, но программу можно написать на ассемблере, который так же как и машинный код ориентирован на архитектуру данной машины. Ассемблером называется программа — транслятор с символического языка, который называется языком ассемблера. Язык называется символическим, потому что операции в нем записываются в виде Читать далее
· 8086 – 16 битные регистры, 16-битная внешние ШД, 20-битные ША. Поддержка сегментной памяти, размер 1 сегмента – 64 Кбайт. Единственный режим доступа к памяти – реальный. · 80286 – защищенный режим доступа к памяти, сегментные регистры используются как указатели в таблице дескрипторов, с помощью которых можно формировать 24-битн.,позволяет адресовать до 16 Мбайт памяти. Появление Читать далее
Типы данных · байт=8 бит · слово=2 байта, которым последовательно адресуются в памяти, байт, содержащий 0 бит – младший, а 15 – старший
Организация памяти – это аппаратный механизм, позволяющий ОС создавать для выполнения программ необходимую среду. Состоит из 2х частей: – сегментация, – страничная подкачка (виртуализация). Сегментация – метод управления памятью , на котором основано построение защиты.
Логический адрес, также называемый виртуальным, состоит из селектора (в реальном режиме — просто адреса сегмента) и смещения. Смещение формируется суммированием компонентов (base, index, disp) в эффективный адрес. Поскольку каждая задача может иметь до 16К селекторов, а смещение, ограниченное размером сегмента, может достигать 4 Гб, логическое адресное пространство для каждой задачи может достигать 64 Тб. Все Читать далее
В реальном режиме по адресации памяти обеспечивается совместимость с процессором 8086, который своей 16-битной адресной шиной охватывает пространство физической памяти в 1 Мб. Для обеспечения совместимости с 80286 32-разрядные процессоры реализуют его ошибку, связанную с переполнением, возникающим при сложении адреса сегмента с эффективным адресом
1. Защищенная плоская модель – работает модель выхода за пределы сегментного производства. 2. плоская
Сегмент — это блок адресного пространства памяти определенного назначения. К элементам сегмента возможно обращение с помощью различных инструкций процессора, использующих разные режимы адресации для формирования адреса в пределах сегмента. Максимальный размер сегмента для процессоров 8086 и 80286 составлял 64 Кб, в 32-разрядных процессорах этот предел отодвигается до 4 Гб. Сегменты памяти выделяются задачам операционной системой, Читать далее
Четырехуровневая иерархическая система привилегий предназначена для управления использованием привилегированных инструкций и доступом к дескрипторам. Уровни привилегий нумеруются от 0 до 3, нулевой уровень соответствует максимальным (неограниченным) возможностям доступа и отводится для ядра операционной системы. Уровень 3 имеет самые ограниченные права и обычно предоставляется прикладным задачам.. Сервисы, предоставляемые задачам, могут находиться в разных кольцах защиты. Передача Читать далее
Существуют три типа таблиц дескрипторов — локальная таблица дескрипторов LDT (Local Descriptor Table), глобальная таблица дескрипторов GDT (Global Descriptor Table) и таблица дескрипторов прерываний IDT (Interrupt Descriptor Table), Размеры таблиц могут находиться в пределах 8 байт — 64 Кбайт, что соответствует числу элементов в таблице от 1 до 8К.
Дескрипторы имеют 8-байтный формат как для 16-разрядных (80286), так и для 32-разрядных процессоров. Назначение дескриптора определяется полями байта управления доступом. Дескрипторы 16- и 32-разрядных процессоров отличаются разрядностью поля базового адреса (24 и 32 бит) и трактовкой поля лимита, которое должно обеспечивать размер сегмента до 64 Кб или 4 Гб соответственно. Два старших байта у дескрипторов Читать далее
определяют базовый адрес, размер сегмента, права доступа (чтение, чтение/запись, только исполнение кода или исполнение/чтение), а для систем с виртуальной памятью еще и присутствие сегмента в физической памяти (рис. 3.13).
Системные сегменты предназначены для хранения локальных таблиц дескрипторов LDT (Local Descriptor Table) и состояния задач TSS (Task State Segment). Их дескрипторы определяют базовый адрес, лимит сегмента (1-64 Кб), Права доступа (чтение, чтение/запись, только исполнение кода или исполнение чтение) и присутсвие сегмента в физической памяти.
Стек – это одна из форм представления очереди. Стек – это массив памяти. Доступ: последним вошел – первым вышел. Для доступа используются регистры: SS – 16-битный в реальном режиме работы хранит адрес начала сегмента, в защищенном режиме – индекс в таблицу, LDT (локальный дескриптор), GDT (глобальный дескриптор).; ESP – указывает на вершину стека.
непосредственно (командами JMP, CALL, INT, RET и IRET) возможна только к сегментам кода с тем же уровнем привилегий либо к подчиненным сегментам, уровень привилегий которых выше, чем CPL (при этом CPL не изменяется). Для переходов с изменением уровня привилегий используются вентили (Gate), иногда называемые шлюзами. Для каждого способа косвенной межсегментной передачи управления имеются соответствующие вентили, Читать далее
В защищенном режиме процессор поддерживает 2 уровня защиты: сегментная и страничная. Уровни привилегий: 0 – самый высокий, 3 – нижний. Страничный механизм раздела: уровень пользователя, уровень супервизора.
