- •Персональный компьютер. Классы пк. Требования к пк.
- •Назначение процессора. Микропроцессор. Структура микропроцессора. Регистры. Поняти-я: команда, такт, цикл, разрядность.
- •4). Системы команд. Классификация систем команд: по выполняемым операциям, по направлению приема-передачи, по адресности.
- •5). Классификация микропроцессоров по назначению: универсальные и специализированные микропроцессоры.
- •6. Классификация микропроцессоров по архитектуре: risc, cisc, vliw, misc, epic.
- •Vliw-процессоры
- •7. Классификация микропроцессоров по числу больших интегральных схем: однокристаль-ные, многокристальные, многокристальные секционные.
- •8. Классификация микропроцессоров по виду обрабатываемых входных сигналов: цифровые и аналоговые микропроцессоры.
- •9. Классификация микропроцессоров по характеру временной организации работы: синхрон-ные и асинхронные.
- •Память эвм. Запоминающее устройство (зу). Классификационные признаки запоминающих устройств.
- •Полупроводниковая память. Динамическое и статическое зу. Основные типы полупроводниковых зу.
- •Магнитная память.
- •Оптическая память.
- •Логическая организация памяти.
- •Конструктивное исполнение зу. Регистры микропроцессора. Кэш память.
- •Конструктивное исполнение зу. Оперативная память.
- •22.Конструктивное исполнение зу. Магнитные диски.
- •Конструктивное исполнение зу. Оптические диски.
- •Конструктивное исполнение зу. Магнитооптические диски.
- •Назначение и особенности устройств ввода-вывода эвм. Модули ввода-вывода. Внешние устройства.
- •27.Структура организации внешнего устройства.
- •28. Основные функции модулей ввода-вывода. Структурная схема модуля ввода-вывода. Бля это все в 26 есть))
- •29.Взаимодействие устройств в режиме dma.
- •Внешние устройства эвм. Клавиатура. Мышь. Джойстик. Трекбол. Сенсорная панель.
- •Внешние устройства эвм. Сенсорная панель. Технологии построения сенсорных панелей.
- •Внешние устройства эвм. Классификация мониторов.
- •Внешние устройства эвм. Элт-мониторы. Жк-мониторы.Мониторы с электронно-лучевой трубкой
- •Внешние устройства эвм. Газоплазменные мониторы. Led и oled мониторы.
- •Внешние устройства эвм. Основные параметры мониторов.
- •36.Внешние устройства эвм. Проекторы. Аналоговые и цифровые.
- •37.Внешние устройства эвм. Принтеры. Классификация и типы принтеров.
- •38.Внешние устройства эвм. Плоттеры. Типы плоттеров.
- •Внешние устройства эвм. Сканеры. Цифровые фото и видеокамеры.
- •Мвв. Видеоконтроллер.
- •Мвв. Сетевой адаптер.
- •Интерфейсы клавиатуры и мыши.
- •Интерфейсы мониторов
- •Интерфейсы ata, sata, scsi
- •Интерфейс usb.
- •49. Интерфейс FireWare
9. Классификация микропроцессоров по характеру временной организации работы: синхрон-ные и асинхронные.
По характеру временной организации работы микропроцессоры делят на синхронные и асинхронные.
Синхронные микропроцессоры - микропроцессоры, в которых начало и конец выполнения операций задаются устройством управления (время выполнения операций в этом случае не зависит от вида выполняемых команд и величин операндов).
Асинхронные микропроцессоры позволяют начало выполнения каждой следующей операции определить по сигналу фактического окончания выполнения предыдущей операции. Для более эффективного использования каждого устройства микропроцессорной системы в состав асинхронно работающих устройств вводят электронные цепи, обеспечивающие автономное функционирование устройств. Закончив работу над какой-либо операцией, устройство вырабатывает сигнал запроса, означающий его готовность к выполнению следующей операции. При этом роль естественного распределителя работ принимает на себя память, которая в соответствии с заранее установленным приоритетом выполняет запросы остальных устройств по обеспечению их командной информацией и данными.
Асинхронные процессоры :
Используемые ныне процессоры, как известно из школьных и вузовских курсов информатики, представляют собой конечные автоматы, использующие булевскую (двоичную) логику. Проблема в том, что определить состояние такого автомата при реальном физическом его воплощении можно не в любой момент, поскольку его ячейки имеют ненулевое время переключения из одного бинарного состояния в другое (иными словами, в момент переключения состояние ячеек и соответственно автомата в целом оказывается неопределенным). Синхросигналы как раз и нужны для того, чтобы зафиксировать дискретные состояния автомата. В современных компьютерах для этого используется системный тактовый генератор (отдельная специализированная микросхема), сигналы от которого поступают во все микросхемы, установленные на системной (материнской) плате. Все переключения внутри микросхем привязываются к переднему или заднему фронтам тактового сигнала, благодаря чему узлы компьютера работают синхронно.
Изначально все процессоры были синхронными. Так продолжалось более полувека, электронщики и программисты считали, что это естественно и само собой разумеется. Поэтому тактовая частота является одной из основных характеристик современных процессоров, хотя их производительность определяется не только ею, но также архитектурой и набором команд. Главный конструктор бортовых систем (БЦВМ) для ВМФ Ярослав Афанасьевич Хетагуров на одном из заседаний Совета Виртуального компьютерного музея рассказывал, что его однажды вызвали в ЦК КПСС и попросили объяснить, почему быстродействие его БЦВМ в десять раз ниже, чем у использующего схожую элементную базу американского военного компьютера. Выяснилось, что американцы применили в своей машине очень короткие команды и "в попугаях" она оказалась намного производительнее, хотя на реальных боевых задачах обе машины были примерно равны.
Для начала определим, что такое самотактируемый процессор, самотактируемая логика и т. п. Термины "асинхронный процессор" (asynchronous processor) и "самотактируемый процессор" (self-timed processor, clockless processor) – синонимы, т. е. обозначают одно и то же: процессор, имеющий один или несколько внутренних тактовых генераторов и потому не требующий центрального генератора тактовой частоты и схем, поддерживающих распространение общего внешнего тактового сигнала. Такие процессоры излучают гораздо меньше радиоволн и расходуют меньше энергии по сравнению с синхронными процессорами. При проектировании внутренних блоков асинхронных процессоров не рассматриваются вопросы их синхронизации с другими блоками. Для связи между блоками используется единый протокол: запрос – ответ с квитированием. Когда вычисления не производятся, блоки не потребляют почти ничего, находясь спящем режиме, но тем не менее мгновенно реагируют на запросы. Мы видим здесь, что процессом вычислений управляют данные: нет данных – нет вычислительной активности. Понятно, что такие блоки легче интегрировать в так называемые системы на кристалле (SOC), и в итоге их общая производительность выше, чем у синхронных процессоров. Повышение производительности достигается за счет того, что блоку нет необходимости ждать прихода внешнего тактового сигнала, чтобы выполнить свою работу.
Асинхронная система получается более надежной, поскольку её подсистемы работают в более широких диапазонах изменений напряжения питания и температуры. Важно, чтобы самотактируемым был не только процессор, но и остальные микросхемы: чипсет, ОЗУ, контроллеры и т. д. Весь набор таких микросхем и именуется самотактируемой логикой (clockless logic). Американский термин clockless logic (дословно – "нетактируемая логика") может ввести в заблуждение, поэтому подчеркнем, что для работы асинхронных микросхем тактовые сигналы, как правило, нужны, но их источник локален.
Помимо уже указанных преимуществ самотактируемых процессоров перед традиционными синхронными (synchronous processor) есть и ряд других. В архитектуре, построенной на самотактируемых микросхемах, процессор становится достаточно простым и элегантным. Многие компании, в том числе Intel, IBM и Motorola, проводили исследования в области асинхронных вычислений. К этому подталкивали трудности, возникающие с распространением общего тактового сигнала в ультрабольших интегральных схемах. Первый самотактируемый процессор разработал профессор Элэйн Мартин (Alain Martin) в Калифорнийском технологическом институте (Калтех), а сама идея принадлежит одному из создателей компьютерной графики Айвану Сюзерланду (Ivan Sutherland), написавшему первую статью о нетактируемой логике. В 1990 г. в Университете Манчестера в Англии по этому направлению была создана рабочая группа, а в 1994-м она разработала первый чип для сотовых телефонов. В 1997 г. корпорация Intel, создала совместимый с процессором Pentium асинхронный тестовый кристалл, который был в три раза производительнее и потреблял вдвое меньше энергии. В 1998 г. Philips выпустила асинхронный процессор для своих пейджеров. В 2001 г. Intel в Pentium 4 частично реализовала элементы асинхронной логики.
Отмечу, что у каждого органа человеческого тела, у каждой клетки есть так называемые водители ритма, пейсмекеры, задающие тактовые частоты, ритмы, в соответствии с которыми в них происходят те или иные процессы. Здесь мы также наблюдаем асинхронную схему тактирования, к которой пришли сегодня и разработчики элементной базы.
Интересно, что если первоначально многие идеи пришли в ВТ и программирование из машиностроения и конструирования радиоэлектронных устройств, то тут обратное движение: самотактируемые схемы чем-то напоминают ООП.
Упомянутый выше совместный продукт ARM-Handshake считается первым коммерчески доступным асинхронным процессором общего назначения. Прежние конструкции страдали такими недостатками, как невысокая производительность, трудность программирования и проблема взаимодействия с существующими микросхемами памяти и периферийными шинами, рассчитанными на тактированные процессоры. В данном продукте для решения данной проблемы поддерживается совместимость с синхронными микросхемами.
Для широкого внедрения асинхронных процессоров необходимо никак не менее пяти лет, поскольку они пока плохо поддержаны инструментальными средствами, а главное, потребуют радикальных изменений в проектировании как аппаратных средств, так и программного обеспечения.