- •Вопросы к экзамену по предмету «Архитектура эвм»
- •Особенности cisc-архитектуры процессора.
- •Организация защиты памяти.
- •Концепция виртуальной памяти.
- •Страничная организация памяти.
- •Сегментация памяти.
- •Системные шины.
- •Локальные шины.
- •Основные типы устройств ввода/вывода.
- •Система прерываний в эвм.
- •Процессоры с архитектурой Pentium
- •Системная шина. Модули памяти.
- •Параллельный и последовательный интерфейсы.
- •Приводы для чтения/записи информации с оптических накопителей.
- •Трекбол. Дигитайзеры.
- •Одноранговые сети. Сети с выделенным сервером.
- •Понятие топологии сети. Базовые топологии.
Основные типы устройств ввода/вывода.
Ответ: Как правило периферийные устройства компьютеров делятся на устройства ввода, устройства вывода и внешние запоминающие устройства (осуществляющие как ввод данных в машину, так и вывод данных из компьютера). Основной обобщающей характеристикой устройств ввода/вывода может служить скорость передачи данных (максимальная скорость, с которой данные могут передаваться между устройством ввода/вывода и основной памятью или процессором). На рисунке 5.45. представлены основные устройства ввода/вывода, применяемые в современных компьютерах, а также указаны примерные скорости обмена данными, обеспечиваемые этими устройствами.
Система прерываний в эвм.
Ответ: Как правило периферийные устройства компьютеров делятся на устройства ввода, устройства вывода и внешние запоминающие устройства (осуществляющие как ввод данных в машину, так и вывод данных из компьютера). Основной обобщающей характеристикой устройств ввода/вывода может служить скорость передачи данных (максимальная скорость, с которой данные могут передаваться между устройством ввода/вывода и основной памятью или процессором). На рисунке 5.45. представлены основные устройства ввода/вывода, применяемые в современных компьютерах, а также указаны примерные скорости обмена данными, обеспечиваемые этими устройствами.
Тип устройства |
Направление передачи данных |
Скорость передачи данных (Кбайт/с) |
Клавиатура |
Ввод |
0.01 |
Мышь |
Ввод |
0.02 |
Голосовой ввод |
Ввод |
0.02 |
Сканер |
Ввод |
200.0 |
Голосовой вывод |
Вывод |
0.06 |
Строчный принтер |
Вывод |
1.00 |
Лазерный принтер |
Вывод |
100.00 |
Графический дисплей |
Вывод |
30000.00 |
(ЦП (r) буфер кадра) |
Вывод |
200.0 |
Оптический диск |
ЗУ |
500.00 |
Магнитная лента |
ЗУ |
2000.00 |
Магнитный диск |
ЗУ |
2000.00 |
Конвейерная организация процессоров.
Ответ: Создание конвейера предполагает выполнение следующих действий:
1) Деление машиной команды на этапы;
2) Аппаратная реализация этапов в виде конвейерных блоков (сегментов);
3) Создание входных / выходных регистров блоков для передачи результатов.
Таким образом каждый сегмент конвейера имеет структуру. Последовательно соединяя конвейерные блоки (сегменты) в порядке следования этапов выполнения машинной команды мы получаем конвейер данной машинной операции для обработки потока данных, в связи с чем такие конвейеры получили название конвейеров данных.
Процессоры с архитектурой 80х86
В i8086 имеется возможность изменения внутренней аппаратной конфигурации с помощью специального управляющего сигнала. В более простом режиме 8086 ориентирован на использование в простых вычислительных и управляющих устройствах. При этом микропроцессор сам вырабатывает сигналы управления шиной и обеспечивает прямой доступ к ней посредством контроллера Intel 8257. В режиме полной конфигурации обеспечивается работа с контроллером шины 8288, который декодирует три сигнала состояния процессора и в зависимости от них выдает семь сигналов управления шиной. Такой режим используется в мультипроцессорных системах и в сложных вычислительных устройствах, в частности, в компьютере IBM PC/XT.
Интересно организована память: хранение 16-разрядных слов осуществляется в виде отдельных байтов, причем байты, передающиеся по восьми младшим линиям шины данных (D7-D0), собраны в банк 0, а передаваемые по восьми старшим линиям — в банк 1. Объем каждого банка составляет 512 Кбайт. Таким образом, нечетные байты хранятся в банке 1, а четные. — в банке 0. Выбор банка осуществляется с помощью младшего адреса и сигнала управления старшими разрядами шины данных.
Еще одна важная особенность — возможность обработки 256 типов прерываний (от 0 до 255), в том числе есть прерывания, определяемые пользователем, и пошаговые прерывания.
Микропроцессор Intel 8086 приспособлен для работы с несколькими процессорами в одной системе, причем возможно использование как независимых процессоров, так и сопроцессоров. Отличие заключается в том, что независимый процессор выполняет свою собственную последовательность команд, а сопроцессор следит за потоком команд центрального процессора и выделяет из него "свои" команды, расширяя набор команд основного процессора и улучшая таким образом характеристики системы. Для поддержки этих режимов используются команды ESC, LOCK и XCHG, а также специальные управляющие сигналы, позволяющие разрешать конфликты доступа к общим ресурсам.
Внешние шины адреса и данных в 8086 объединены, и поэтому наличие на шине в данный момент времени информации или адреса определяется порядковым номером такта внутри цикла. Процессор ориентирован на параллельное выполнение команды и выборки следующей команды. В целом выполнение команды происходит примерно так же, как и в 8080. Команда выбирается из памяти и принимается микропроцессором в свободный регистр очереди команд, причем в то же самое время выполняется предыдущая команда. Конвейеризация команд позволяет значительно повысить быстродействие системы. При выполнении команд проверяются состояния входов запросов прерываний и захвата шины, и при необходимости выполняются соответствующие действия.
Микропроцессор i8086 состоит из трех основных частей: устройства сопряжения шины, устройства обработки и устройства управления и синхронизации.
Устройство сопряжения шины состоит из шести 8-разрядных регистров очереди команд, четырех 16-разрядных регистров адреса команды, 16-разрядного регистра команды и 16-разрядного сумматора адреса (см. рис. 2). Оно выполняет следующие функции: выбирает команды из памяти и записывает их в регистр очереди команд, вычисляет и формирует физический адрес, читает операнды из памяти или из регистров и записывает результат выполнения команд в память или в регистры.