Базовая

Тема 2

 

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ

 

Рассматриваются: процессор, системная шина, организация памяти, система ввода-вывода, система прерываний ЭВМ.

 

 

Оглавление

 

ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПЛАН.. 2

ПЕРЕЧЕНЬ УМЕНИЙ.. 3

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. 3

1. ПРОЦЕССОР. 3

1.1. Арифметико-логическое устройство. 3

1.2. Устройство управления. 4

1.3. Основные принципы работы современных процессоров. 4

1.4. Регистры процессора. 6

1.4.1. Регистры общего назначения. 6

1.4.2.Указатель команд. 7

1.4.3. Сегментные регистры.. 8

1.4.4. Регистр состояния микропроцессора Intel 8086. 8

1.4.5. Управляющие регистры.. 9

1.5. Представление команд в ЭВМ... 9

1.6. Основные стадии выполнения команд. 10

2. СИСТЕМНАЯ ШИНА.. 11

2.1. Шины.. 11

2.2. Шина данных. Разрядность шины.. 11

2.3. Адресная шина. Разрядность шины.. 11

2.4. Шина управления. 12

2.5. Цикл шины.. 12

2.6. Системные и локальные шины.. 12

2.7. Стандарты шин. 13

3. МНОГОУРОВНЕВАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ.. 15

3.1. Регистровая память. 16

3.2. Буферная память............................................................................................................................................................................................. 16

3.2.1. Кэширование памяти. 16

3.2.2. Принципы кэширования. 16

3.2.3. Кэш прямого отображения. 17

3.2.4. Наборно-ассоциативный кэш.. 18

3.2.5. Ассоциативный кэш.. 19

3.3. Оперативная память. 20

3.3.1. Логическое распределение оперативной памяти. 20

3.3.2. Стандартная оперативная память. 20

3.3.3. UMA.. 20

3.3.4. EMS. 20

3.3.5. НМА.. 21

3.3.6. XMS. 21

3.4. Страничная и сегментная организация памяти. Виртуальная память. 21

3.4.1. Режимы процессора. 21

3.4.2. Организация памяти. 21

3.4.3. Концепция виртуальной памяти. 22

3.4.4. Страничная организация памяти. 23

3.4.5. Сегментация памяти. 23

3.4.6. Механизм замены (своппирования) страниц. 24

3.5. Защита информации и памяти. 24

3.6. Внешняя память. 25

3.6.1. Классификация накопителей. 25

3.6.2. Логическая структура дисков. 26

3.6.3. Флоппи-диски. 26

3.6.4. Сменные диски. 27

3.6.5. Стриммер. 27

3.6.6. Магнитооптические накопители. 27

3.6.7. Накопители на гибких магнитных дисках Бернулли. 28

3.6.8. Накопители на гибких магнитных дисках Zip. 28

4. СИСТЕМА ВВОДА-ВЫВОДА.. 28

4.1.Принципы организации обменов данными. 29

4.1.1. Структура с одним общим интерфейсом.. 29

4.1.2. Структура с каналами ввода-вывода. 29

4.1.3. Основные параметры интерфейсов. 30

4.1.4. Параллельная и последовательная передача данных. 30

4.1.5. Методы передачи информации между устройствами ЭВМ... 30

4.2. Индивидуальные каналы.. 31

4.2.1. Основные типы каналов ввода-вывода. 31

4.3. Ввод-вывод с отображением на память. 32

4.4. Порты ввода-вывода. 32

4.4.1. Параллельный порт. 32

4.4.2. Последовательный порт. 33

4.4.3. Развитие параллельного и последовательного интерфейсов. 35

4.5. ПДП – прямой доступ к памяти. 36

5. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРЕРЫВАНИЙ.. 37

5.1 Механизм прерываний. 37

5.1.1. Назначение системы прерываний. 37

5.1.2. Порядок обработки прерывания. 37

5.1.3. Характеристики системы прерывания. 37

5.1.4. Приоритетное обслуживание запросов прерывания. 38

5.1.5. Программное управление приоритетом.. 38

5.2. Организация системы прерываний микропроцессора х86. 39

5.2.1. Аппаратные прерывания. Контроллер прерываний. 39

5.2.2. Особенности обработки аппаратных прерываний. 40

5.2.3. Внутренние прерывания. 41

5.2.4. Таблица векторов прерываний. 41

5.2.5. Процедуры прерываний. 42

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ... 42

ТРЕНИНГ УМЕНИЙ.. 42

ГЛОССАРИЙ.. 45

 

ДИДАКТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Процессор. Арифметико-логическое устройство. Устройство управления. Регистры. Системная шина. Шина данных. Шина адреса. Шина управления. Цикл шины. Стандарты шин. Регистровая память. Буферная память. Кэширование памяти. Кэш прямого отображения. Наборно-ассоциативный кэш. Ассоциативный кэш. Оперативная память. Логическое распределение оперативной памяти. Статические и динамические ОЗУ. Внешняя память. Страничная и сегментная организация памяти. Виртуальная память. Защита памяти. Система ввода-вывода. Принципы организации обменов данными. Инди­видуальные каналы. Ввод-вывод с отображением на память. Порты ввода-вывода. Прямой доступ к памяти. Механизм прерываний. Организация системы прерываний микропроцессора х86.

ЛИТЕРАТУРА*

Базовая

1. Айден К., Фибельман Х., Крамер М. Аппаратные средства PC. СПб.:BHV – С.-Петербург, 1997.