- •394026 Воронеж, Московский проспект, 14 Оглавление
- •1. Принципы организации электронных вычислительных машин 23
- •2. Функциональная организация 37
- •3. Структурная организация электронных вычислительных машин 111
- •4. Организация процессоров 157
- •5. Организация операционных устройств 206
- •6. Организация памяти электронных вычислительных машин 264
- •Введение
- •1.Принципы организации электронных вычислительных машин
- •1.1Основные факторы, определяющие принципы организации электронных вычислительных машин
- •1.2Состав устройств, структура и порядок функционирования электронных вычислительных машин
- •1.3Основные технические характеристики вычислительного комплекса
- •2.2Режимы работы электронных вычислительных машин (организация вычислительных процессов)
- •2.3Средства мультипрограммирования
- •2.4Организация системы прерываний
- •2.5Многоуровневая организация памяти электронных вычислительных машин
- •2.6Средства защиты основной оперативной памяти
- •2.7Защита информации в персональных электронных вычислительных машинах ibm pc
- •2.8Машинные элементы информации
- •2.9Представление данных в электронных вычислительных машинах
- •2.9.1Представление чисел
- •2.9.2 Представление текстовой информации и логических значений
- •2.10 Форматы команд и машинные операции
- •2.11 Способы адресации информации в памяти электронных вычислительных машин
- •2.12 Организация адресного пространства внешней памяти. Виртуальная организация памяти
- •2.13 Особенности архитектуры персональных электронных вычислительных машин типа ibm pc
- •3.Структурная организация электронных вычислительных машин
- •3.1Понятие структурной организации электронных вычислительных машин
- •3.2Классы устройств электронных вычислительных машин
- •3.3Магистрально-модульный принцип построения электронных вычислительных машин. Понятие интерфейса
- •3.4Типовые конфигурации (структуры) однопроцессорных вычислительных комплексов
- •3.5Структуры мультипроцессорных и мультимашинных вычислительных комплексов
- •3.5.1Многомашинные вычислительные комплексы
- •3.5.2Мультипроцессорные вычислительные комплексы
- •3.5.3Мультипроцессорный вычислительный комплекс с раздельной памятью
- •3.6Нейрокомпьютеры
- •4.Организация процессоров
- •4.1Цикл выполнения команд
- •4.2Конвейерная организация процессоров
- •4.3Особенности организации современных процессоров
- •4.4 Эволюция способов организации процессоров
- •5.Организация операционных устройств
- •5.1Принцип микропрограммного управления (функциональная организация операционных устройств)
- •5.2Средства описания функций операционных устройств
- •5.3Структурная организация операционных устройств
- •5.4Функция и структура операционного автомата
- •5.5Организация работы операционных устройств во времени
- •5.6Структурный базис операционного автомата
- •5.7Организация операционного автомата
- •5.8Понятие микропроцессора
- •5.9Организация управляющего автомата
- •5.9.1Организация управляющего автомата с программируемой логикой управления
- •5.9.2Укрупненная структура управляющего автомата с программируемой логикой
- •5.9.3Управляющие автоматы с жесткой логикой управления
- •5.9.4С равнение характеристик управляющих автоматов с программируемой и жесткой логикой
- •6.Организация памяти электронных вычислительных машин
- •6.1Основные понятия
- •6.2Организация и основные характеристики запоминающих устройств
- •6.3Классификация запоминающих устройств
- •6.4Организация памяти первого уровня
- •6.5Организация адресных (сверхоперативных) запоминающих устройств
- •6.6Запоминающие устройства с ассоциативной организацией
- •6.7Организация кэш–памяти на основе ассоциативного запоминающего устройства (кэш с ассоциативной организацией)
- •6.8Организация стековых (магазинных) запоминающих устройств
- •6.9Организация памяти второго уровня (основной оперативной памяти)
- •6.10Организация памяти третьего уровня (внешней памяти)
- •6.10.1Классификация и основные характеристики внешних запоминающих устройств
- •6.10.2Организация накопителей на магнитных дисках
- •6.10.3 Организация накопителей на магнитной ленте
- •6.10.4 Организация оптических дисков
- •Библиографический список
6.3Классификация запоминающих устройств
Деление ЗУ на классы осуществляется по различным признакам.
По способу доступа к информации ЗУ принято делить на ЗУ с произвольным (прямым) доступом и ЗУ с последовательным доступом к информации (рисунок 6.2).
Рисунок 6.2 – Классификация ЗУ по способу доступа
К ЗУ с произвольным доступом относятся ЗУ, в которых доступ к любой адресуемой ячейке обеспечивается схемой селекции напрямую и не зависит от предыстории обращений к устройству.
В ЗУ с последовательным доступом схема селекции организована таким образом, что доступ к адресуемой ячейке зависит от того, какое положение занимает адресуемая ячейка относительно средств чтения/записи в момент обращения.
ЗУ с последовательным доступом в свою очередь делятся на ЗУ с периодическим (циклическим) доступом и ЗУ с апериодическим (нециклическим) доступом к информации.
В последовательных ЗУ с апериодическим доступом выбор ячейки с адресом А = n + N осуществляется путем последовательного перебора ячеек с адресами n + 1, n + 2, …, n + (N-1), где n - номер ячейки, к которой производилось последнее обращение. При этом время доступа д = (N-1) яч, где яч ‑ время обращения к одной ячейке. Пример: накопители на магнитной ленте (НМЛ).
В последовательных ЗУ с циклическим доступом к информации доступ к адресуемой ячейке предоставляется периодически с периодом T = 1/w, где w - угловая скорость вращения носителя информации относительно неподвижных средств чтения/записи. Время доступа к ним является случайной величиной, которая лежит в пределах от 0 до T, среднее время доступа tд.ср=Т/2.
Пример такого рода ЗУ - накопитель на магнитном барабане (устаревший тип ЗУ).
Накопители на магнитных дисках (НМД) относятся и к ЗУ со смешанным типом доступа. В них обеспечивается произвольный доступ по одной координате (адресу), последовательный периодический доступ по другой координате и последовательный апериодический доступ по третьей координате, так как в НМД информация адресуется по трем координатам.
В зависимости от принципа (средства) хранения информации ЗУ делятся на: 1) полупроводниковые ЗУ ‑ на основе электронных ЗЭ; 2) ЗУ на основе магнитных носителей информации ‑ магнитных «запоминающих элементов»; 3) ЗУ на основе оптических носителей информации ‑ оптических ЗЭ.
В зависимости от положения информации относительно средств ЧТ/ЗП различают ЗУ статического и динамического типа. К ЗУ статического типа относятся электронные ЗУ, в которых и информация и средства ЧТ/ЗП неподвижны, статичны. В ЗУ динамического типа в движении находится либо информация, либо средства ЧТ/ЗП.
ЗУ динамического типа в свою очередь делятся на ЗУ с подвижным и неподвижным носителем информации. К ЗУ с подвижным носителем информации относятся НМЛ, НМД, НОД.
К ЗУ с неподвижным носителем информации относятся ЗУ на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД). В них движется информация относительно неподвижного носителя и неподвижных средств ЧТ/ЗП (информация хранится в динамике).
По способу организации схемы селекции ЗУ делятся на адресные и безадресные. Безадресные в свою очередь делятся на ассоциативные, стековые и магазинные.
В зависимости от специфики использования информации ЗУ делятся на 3 типа: 1) ЗУ с частой сменой информации в процессе функционирования ЭВМ; 2) ЗУ с редкой сменой и 3) ЗУ без смены информации (постоянные ЗУ).
К ЗУ с частой сменой относятся СОЗУ, ОЗУ, ОВЗУ (НМД).
К ЗУ с редкой сменой относятся перепрограммируемые ПЗУ (ППЗУ).
К ЗУ без смены относятся постоянные ЗУ (ПЗУ, ПВЗУ - CD ROM).
В зависимости от того, требуется питание для хранения информации или нет, различают ЗУ энергозависимые и энергонезависимые.