- •Московский государственный университет
- •Глава V. Системные платы 44
- •Физическое представление обрабатываемой информации
- •Поколения эвм
- •Назначение эвм
- •Размеры и вычислительная мощность
- •Вопросы для самопроверки
- •Представление информации в эвм Понятие информации
- •Измерение количества информации.
- •Кодирование информации
- •Правила перевода смешанных чисел
- •Представление чисел в эвм
- •Алгебраическое представление двоичных чисел
- •Элементы двоичной арифметики
- •Особенности представления информации в эвм
- •Вопросы для самопроверки
- •Архитектура и структура эвм
- •Принципы фон Неймана
- •Основные блоки эвм:
- •Простейшие типы архитектур.
- •Центральный процессор
- •Оперативная память
- •Системная шина
- •Источник питания
- •Внешние устройства
- •Дополнительные интегральные микросхемы
- •Конструктивные элементы эвм (пк)
- •Функциональные характеристики эвм
- •Вопросы для самопроверки
- •Центральный процессор Общие характеристики мп
- •Примеры мпIntel
- •Основные понятия
- •Системы команд
- •Функциональная структура мп
- •Устройство Управления (уу)
- •Микропроцессорная память (мпп)
- •Интерфейсная система мп
- •Классы процессоров
- •Технологии повышения производительности процессоров
- •Конвейеризация
- •Суперскалярные архитектуры
- •Матричный и векторный процессоры
- •Технология динамического исполнения
- •ТехнологияHyper-Threading.
- •Мультипроцессоры
- •Мультикомпьютеры
- •Двухядерные процессоры
- •Вопросы для самопроверки
- •Системные платы
- •Виды системных плат
- •Чипсеты системных плат
- •Вопросы для самопроверки
- •Организация памяти Характеристики устройств памяти
- •Иерархическая структура памяти эвм
- •Виды памяти Постоянная память пзу
- •Оперативная память
- •Физическая структура оп
- •Виды динамических запоминающих устройств.
- •Кэш-память
- •Стековая память
- •Защита памяти
- •Ключи защиты
- •Кольца защиты
- •Метод граничных регистров
- •Вопросы для самопроверки
- •4.4.4. Методы повышения пропускной способности оперативной памяти
- •4.4.5. Методы защиты памяти
- •4.4.6. Методы ускорения процессов обмена между оп и взу
- •Интерфейсы
- •Характеристики интерфейсов
- •Внутренние интерфейсы
- •Интерфейсы внешней памяти.
- •Универсальные последовательные интерфейсы.
- •Беспроводные интерфейсы
- •Вопросы для самопроверки
- •Вычислительные системы
- •Уровни и средства комплексирования
- •Классификация архитектуры вс с параллельной обработкой данных
- •Вопросы для самопроверки
Центральный процессор
ЦП – это центральное устройство ЭВМ, предназначенное для управления работой всех других блоков ЭВМ и для выполнения арифметических и логических операций над данными
ЦП включает следующие компоненты:
УУ– формирует и выдаёт в другие блоки управляющие сигналы, связанные с выполняемой операцией; формирует адреса ячеек памяти.
АЛУ– выполняет все арифметические и логические операции над цифровыми и символьными данными, в некоторых моделях к АЛУ подключается математический сопроцессор для ускорения выполнения операций. Для оценки АЛУ используются следующие характеристики: множество выполняемых операций, разрядность, время выполнения операций, надежностные и энергетические характеристики.
МПП(микропроцессорная память) – предназначено для временного хранения, записи и выдачи информации, используемой в ближайшие такты работы ЭВМ. МПП строится на регистрах – быстродействующих ячейках памяти различной длины (не путать с ОП, где длина ячейки – 1 байт и быстродействие значительно ниже).
Интерфейснаясистема– предназначена для сопряжения и связи с другими устройствами ПК. Включает в себя внутренний интерфейс ЦП, буферные регистры, схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной.Интерфейс– комплекс средств сопряжения и связи устройств ЭВМ, обеспечивающих их эффективное взаимодействие.Портввода-вывода- элементы современного интерфейса, с помощью которого ЦП обменивается данными с внешними устройствами
Генератортактовыхимпульсов– формирует опорную последовательность электрических импульсов, частота которых определяет тактовую частоту процессора. Время одного такта – это временной интервал между соседними импульсами. Частота генератора - интервал тактовых импульсов – одна из основных характеристик ЭВМ.
Оперативная память
Предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с другими блоками ЭВМ. ОП включает два вида памяти: ПЗУ и ОЗУ.
ПЗУ – ROM(Readonlymemory) - хранит неизменяемую информацию (программную и справочную), допускает только операцию считывания.
ОЗУ – RAM(Randomaccessmemory) – используется для оперативной записи, хранения, считывания программ и данных, участвующих в текущий момент в вычислительном процессе.
ОП имеет высокое быстродействие и возможность прямого адресного доступа к любой ячейке. После выключения питания информация в ОП разрушается (ОП энергонезависима).
Кроме ОП в ЭВМ есть и энергонезависимая память – CMOSRAM– постоянно питающаяся от своего аккумулятора, в ней хранятся данные об аппаратной конфигурации ЭВМ, она проверяется при каждом включении системы.
Системная шина
Это основная интерфейсная система ЭВМ, обеспечивающая эффективное взаимодействие всех её устройств.
Системная шина включает в себя:
Шину данных, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов машинного слова операнда
Шину адреса, содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки ОП или ПВВ для ВУ.
Шину управления, содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки ЭВМ
Шину питания, содержащую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ЭВМ к системе энергопитания.
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
Между ЦП и ОП
Между ЦП и ПВВ
Между ОП и ПВВ
ПВВ для всех блоков ЭВМ подключаются к шине через унифицированные разъёмы либо непосредственно, либо через адаптеры (контроллеры). Управление системной шиной выполняет ЦП. Обмен информацией между ВУ и системной шиной производится в коде ASCII.