Классификация и техническая реализация основных устройств ЭВМ (стр. 3 из 6)
 |  | |
0
 | ||||||
| ЗЭ |
| ЗЭ |
Ад- … … … …
рес  |  | |
j
 | ||
 | ||
… …
N  |  |
W R
| |
 |
| | | |
0
| | ||||||
| ЗЭ |
| ЗЭ |
Ад- … … … …рес| | | |
j
| | ||
| | ||
… … N| | |
W R
| |
| |
Рассмотрим вид памяти 2D-типа (Рис.1.) являющееся одним из более распространённых по причине его быстродействия и удобства реализации. Оперативная память такой организации обеспечивает двух координатную выборку каждого ЗЭ, в совокупности образующих матрицу из 2m ячеек по n битов (разрядов). Каждый ЗЭ характеризуется использованием троичных сигналов (выборка при записи, выборка при чтении и отсутствие выборки) и совмещением линий входных и выходндых сигналов; адресные и разрядные линии носят общее название линий выборки, объединяющих все ЗЭ матрицы. Адресные линии используются для выборки по указанному адресу совокупности ЗЭ матрицы, которым устанавливается режим чтение/запись. Выборка отдельных разрпядов производится разрядными линиями, по которым осуществляется чтение/запись информации. Адрес (m-разрядный) выбираемой j-ячейки ОП (приложение рис.) поступает на схему формирования адреса (СФА); при этом под действием сигнала запись/чтение (WR) СФА выдаёт сигнал настройки j-й линии на запись/чтение. Выделение k-разряда в j-слове производится второй координатной линией; при записи/чтении по k-линии посредством усилителя записи/чтения поступает входной /выходной сигнал, изменяющий/считывающий содержимое ЗЭ с (j,k)-координатами. Линии записи и чтения могут быть объединены в одну при использовании ЗЭ, допусткающих соединение выхода со входом записи; такой подход широка используется в современных ОП.
Современная ОП ёмкостью в 1Мбайт зранит 223 или 8.388.608 ЗЭ, расположенных в виде матрицы, каждый из которых зранит бинарное {0|1} значение. Поэтому в ОП достаточно большого объёма неизбежно возникают ошибки, поэтому для повышения надёжности ОП исполльзуется корректирующий код Хэмминга, защищающий её от появления ошибок и продлевая среднее время появления одиночной, устранимой ошибки до 62 лет.
Организация систем адресации и команд ЭВМ.
В данной части работы рассмотрим вопросы адресации и системы команд ЭВМ , объединяющие работу двух основных компонентов ЦП и ОП в единое целое. Внутренняя память ЭВМ обычно является адресуемой, т.е.каждой хранимой в ней единице информации (байт, слово) ставится в соответствие адрес (номер ячейки или регистра). В качестве адресуемых единиц информации используются, как правило, байт, слова фиксированной и переменной длины. Являясь универсальной относительно обработки дискретной информации, ЭВМ обеспечивает все типы её обработки: приём, собственно обработку, хранение и выдачу в нужном виде. Обработка информации производится программно путём покомандного выполнения соответствующего алгоритма обработки, описанного на языке системы команд конкретной ЭВМ. Команда представляет собой машинное слово, содержащее код операции (КОП) и операнды (данные), код которыми должна быть произведена операция с указанным кодом. Команда в явной или неявной форме содержит также адреса для результата выполнения операции и следующей выполняемой команды. По характеру выполняемых операций каманды образуют следующие основные группы: арифметические, десятичной арифметики, логические, передача кодов, передачи управления, определения режима работы ЭВМ, ввода/вывода и др. Команда, как правило, содержит не сами операнды, а адреса регистров или ячеек памяти, их содержащие.
Как правило, система команд современных ЭВМ использует несколько типов адресации, например: прямая, относительная, непосредственнная, укороченная, стэковая и т.д. (их количество может превышать 20), указываемых посредством КОП (сложение, умножение, передача управления и др.) или явно специальным полем адресной части команды.
Прямая – предполагает идентичность понятий Аис=Аук,(где Аис-адрес ячейки или номер регистра, а Аук-информация об адресе операнда в команде).
Относительная – характеризуется соотношением Аис=Аб+Аук, где Аб-содержимое базового регистра.
Непосредственная – содержит сам операнд, а не его адрес.
Укороченная – в команде задаются только младшие разряды адресов, старшие при этом полагаются нулевыми (используется совместно с другими).
Стэковая – реализующая безадресное задание операндов, особенно широко испольщуется в микро-, мини-,и некоторых супер-ЭВМ .
ЭВМ в совокупности с их ОП с полным основанием можно отнести к наиболее сложным системам, созданным современной цивилизацией. Их сложность определяется многочисленностью разнофункциональных элементов, большим числом связей между ними и сложностью алгоритмов функционирования и обработки информации.
Организация системы входа/выхода.
 |
 |
| | | | |
 |  | | |
В СВ/В современных ЭВМ используются два основных способа организации обмена информацией между ОП и ВУ: программно-управляемый и прямой доступ. В первом случае ЦП непосредственно ре6ализует программу ввода/вывода, выбирая данные из ОП и пересылая их на ВУ, и наоборот. На период операции ввода/вывода основная программа процессорам не обрабатывается, что может существенно снижать общую производительность ЭВМ. В случае прямого доступа ЦП только инициирует операцию ввода/вывода посредством общих команд, запускающих работу канала/контролёра; после успешной инициации операции ввода/вывода ЦП переключается на выполнение основной программы, а канал/контролёр непосредственно выполняет операцию обмена параллельно с работой ЦП. Таким образом, прямым доступом к ОП управляет канал/контролёр, выполняющий следующие функции: