2,98 Mb.НазваниеКонспект лекций часть 1 2008 перечень ссылок основная: М. Гук «Аппаратные средства ibm pc» 3-е изд., энцеклопедия, Киев. 2006. с.страница7/14Дата конвертации09.09.2012Размер2,98 Mb.Тип 7 Тема 3: Архитектуры микропроцессоровПлан лекции: Логические узлы ЭВМ Простейшие виды архитектур Логические узлы (агрегаты) ЭВМ, Центральное устройство. ЦУ представляет основную ком]поненту ЭВМ и, в свою очередь, включает ЦП центральный про]цессор (central processing unit CPU) и ОП оперативную (главную) память (main storage, core storage, random access memory RAM). Процессор непосредственно реализует операции обработки ин]формации и управления вычислительным процессом, осуществляя выборку машинных команд и данных из оперативной памяти и за]пись в ОП, включение и отключение ВУ. Основными блоками про]цессора являются: устройство управления (УУ) с интерфейсом процессора (сис]темой сопряжения и связи процессора с другими узлами машины); арифметико-логическое устройство (АЛУ); процессорная память (внутренний кэш). Оперативная память предназначена для временного хранения данных и программ в процессе выполнения вычислительных и ло]гических операций. ЦУ описывается следующими характеристиками: длина машинного слова (разрядность, адресность); система команд; объем ОП; быстродействие (тактовая частота процессора, цикл запи]си/считывания ОП). Внешние устройства (ВУ). ВУ обеспечивают эффектив]ное взаимодействие компьютера с окружающей средой пользова]телями, объектами управления, другими машинами. ВУ разделяются на следующие группы: интерактивные устройства (ввода/вывода), устройства хранения (массовые накопители); устройства массового ввода информации; устройства массового вывода информации. В специализированных управляющих ЭВМ (технологические про]цессы, связь, ракеты и пр.) внешними устройствами ввода являются датчики (температуры, давления, расстояния и пр.), вывода мани]пуляторы (гидро-, пневмо-, сервоприводы рулей, вентилей и др.). В универсальных ЭВМ (человеко-машинная обработка инфор]мации) в качестве ВУ выступают терминалы, принтеры и др. уст]ройства. Каналы связи (внутримашинный интерфейс) служат для сопряжения центральных узлов машины с ее внешними устрой]ствами. Простейшие типы архитектур Однотипные ЦУ и устройства хранения данных могут использо]ваться в различных типах машин. Известны примеры того, как фир]мы, начавшие свою деятельность с производства управляющих ма]шин, совершенствуя свою продукцию, перешли к выпуску систем, которые в зависимости от конфигурации ВУ могут исполнять как роль универсальных, так и управляющих машин (Hewlett-Packard и Digital Equipment Corporation). Если абстрагироваться от подробностей, то основные классиче]ские типы архитектур можно определить как следующие: «звезда», иерархическая, магистральная ( рис. 2.2, 2.3, 2.4). Архитектура «звезда». Здесь ЦУ (рис. 2.1, а) соединено непо]средственно с ВУ и управляет их работой (ранние модели машин). Классическая архитектура (фон Неймана) одно арифмети]ко-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое прохо]дит поток команд программа (рис. 2.2). Это однопроцессорный компьютер. Вычислительная машина включает пять базовых компонент и состоит из следующих типов устройств: центральный процессор (ЦП), включающий АЛУ и УУ; запоминающие устройства память, в том числе оперативная (ОП) и внешние ЗУ; устройства ввода и устройства вывода информации внеш]ние (периферийные) устройства (ВУ). Иерархическая архитектура (рис. 2.1, б, рис. 2.3) ЦУ соедине]но с периферийными процессорами (вспомогательными процессо]рами, каналами и пр.), управляющими в свою очередь контроллера]ми, к которым подключены группы ВУ (системы IBM 360 375); Магистральная структура (общая шина unibas, рис. 2.1, в, рис. 2,4) процессор (процессоры) и блоки памяти (ОП) взаимо]действуют между собой и с ВУ (контроллерами ВУ) через внутрен]ний канал, общий для всех устройств (машины DEC, ПЭВМ IBM PC-совместимые). К этому типу архитектуры относится также архитектура персо]нального компьютера: функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью. Физически магистраль представляет собой многопроводную ли]нию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адре]са, шину данных и шину управления. Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к ап]паратуре компьютера через специальные контроллеры устройства управления периферийными устройствами. Контроллер устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, осво]бождая процессор от непосредственного управления функциониро]ванием данного оборудования. Все пе]речисленные архитектурные элементы ЭВМ базируются на следую]щих схемных элементах и базовых узлах: память обычно использует возможности и свойства триггера или его аналогов; счетчик (регистр) адреса команд, очевидно, есть схемный узел «счетчик»; сумматор ( полный сумматор или полусумматор); дешифратор (например, команд). Архитектура персонального компьютера Архитектурой компьютера называется ее логическая организация, структура и ресурсы, которые может использовать программист. Общая схема микроЭВМ Персональный компьютер состоит из следующих основных блоков: основная память процессор периферийные устройства Все блоки связаны между собой системной магистралью (шиной). Конец формы Процесс взаимодействия процессора и памяти сводится в основном к двум операциям: запись информации в память и чтение информации из памяти. При записи процессор по специальным проводникам (они называются шиной адреса) передает биты, кодирующие адрес; по другим проводникам (они называются шиной управления) передает управляющий сигнал «запись» и по еще одной группе проводников (она называется шиной данных) передает записываемую информацию. При чтении также по шине адреса передается соответствующий адрес оперативной памяти и с шины данных считывается требуемая информация. Число одновременно передаваемых по шине адреса и шине данных разрядов (битов) называется разрядностью соответствующей шины и является важной
Тема - Конспект лекций часть 1 2008 перечень ссылок основная: М. Гук «Аппаратные средства ibm pc» 3-е изд., энцеклопедия,...
Комментариев нет:
Отправить комментарий