Интерфейсный блок — реализует сопряжение и связь с другими устройствами; включает в себя внутренний интерфейс, буфер­ные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и сис­темной шиной.

Большинство операций ЭВМ выполняются в ОУ.

23.Цикл процессора, его основные этапы.

(Дублирует 5 вопрос, вроде)

24.Структура процессора и ее основные компоненты. Их назначение.

Структура процессора:



АЛУ – арифметико-логическое устройство - выполняет все арифметические (сложение, вычитание, умножение, деление) и логические (конъюнкция, дизъюнкция и др.) операции над целыми двоичными числами и символьной информацией.

ДБ – другие блоки (математический сопроцессор, модуль предсказания ветвлений);

ИМП – интерфейс микропроцессора - предназначен для связи и согласования МП с системной шиной ЭВМ. Принятые команды и данные временно помещаются в кэш-память второго уровня. Размер кэш-памяти второго уровня – 256-2048 Кбайт.

УС – устройство синхронизации - определяет дискретные интервалы времени – такты работы МП между выборками очередной команды. Частота, с которой осуществляется выборка команд, называется тактовой частотой.

УУ – устройство управления - выполняет команды, поступающие в МП.

ДК – Дешифратор команд - Анализирует команды в целях выделения операндов и адресов, по которым размещаются результаты. Затем следует сообщение другому независимому устройству о том, что необходимо сделать для выполнения инструкции.

Кэш L1 – кэш-память первого уровня – в ней временно хранятся команды, поступающие в УУ, освобождая шину для выполнения других операций. Размер кэш-памяти первого уровня 8-32 Кбайт.

Кэш L2 – кэш-память второго уровня - также находится внутри процессора. Информация, хранящаяся в ней, используется реже, чем информация, хранящаяся в кэш-памяти первого уровня, но зато по объёму памяти он больше.

МПП – микропроцессорная память - включает 14 основных двухбайтовых запоминающих регистров и множество (до 256) дополнительных регистров. Регистры – это быстродействующие ячейки памяти различного размера. Основные регистры можно разделить на 4 группы:

1. РОН - Регистры общего назначения: AX, BX, CX, DX. Можно работать с регистром целиком или отдельно с каждой его половинкой: регистром старшего (high) байта – AH, BH, и регистром младшего (low) байта – AL, BL, CL, DL. Например, структура регистра AX имеет вид

---

Универсальные регистры имеют свое предназначение:

АХ – регистр-аккумулятор, с его помощью осуществляется ввод-вывод данных в МП, а при выполнении операций умножения и деления АХ используется для хранения первого числа, участвующего в операции (множимого, делимого) и результата операций (произведения, частного) после ее завершения;

ВХ часто используется для хранения адреса базы в сегменте данных и начального адреса поля памяти при работе с массивами;

СХ – регистр-счетчик, используется как счетчик числа повторений при циклических операциях;

DX – используется как расширение регистра-аккумулятора при работе с 32-разрядными числами и при выполнении операции умножения и деления.

2. СР - Сегментные регистры -используются для хранения начальных адресов полей памяти (сегментов), отведенных в программах для хранения команд кода (регистр CS), данных (DS), стека (SS), дополнительной области памяти данных при обмене между сегментами (ES).

3. РС - Регистры смещений IP, SP, ВР, SI, DI предназначены для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов (смещений относительно начала сегментов).

4. РФ - Регистр флагов - FL содержит одноразрядные флаги, управляющие выполнением программы в ЭВМ. Флаги принимают значения 0 или 1. Значения флагов устанавливаются независимо друг от друга. Всего в регистре 9 флагов: 6 – статусные, отражающие результаты операций (флаги переноса, нуля, переполнения и др.); 3 – управляющие, определяющие режим выполнения программы (флаги пошагового выполнения программы, прерываний и направления обработки данных).

25.Проектирование ЭВМ, Его основные виды. Их описание.

Процесс проектирования ЭВМ включает в себя следующие его виды: структурное, функциональное, схемотехническое и конструкторское.

Данные виды проектирования обычно и выполняются в указанной последовательности.

При структурном проектировании на основании технического задания разрабатывается структурная схема, определяющая основные структурные части ЭВМ (устройства, блоки и т.п.), их назначение и взаимосвязи.

Выбираются системы команд, диагностики и контроля, решаются вопросы обмена информацией между ЭВМ и внешними устройствами и абонентами.

При функциональном проектировании разрабатываются подробные функциональные схемы устройств проектируемой ЭВМ, которые разъясняют определённые процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях или устройствах в целом и детализировать обмен информацией между ними.

---

В структурном и функциональном проектировании принимает участие сравнительно немного специалистов, но высшей квалификации.

Большая часть решаемых ими задач оказывает огромное влияние на разработку и главные показатели будущей ЭВМ.

При конструкторском проектировании (или, иначе, конструировании):

1. выбирается структура пространственных, энергетических и временных взаимосвязей частей конструкции;

2. связей с окружающей средой и объектами;

3. определяются материалы и виды обработки;

4. устанавливаются количественные нормы (для связей, материалов и обработок), по которым можно изготовить изделие, соответствующее заданным требованиям.

26.Основные характеристики ЭВМ (производительность и быстродействие ), их подробное описание.

Функциональные возможности ЭВМ обусловливают важнейшие технико-эксплуатационные характеристики:

• быстродействие, измеряемое усредненным количеством операций, выполняемых машиной за единицу времени;

• разрядность и формы представления чисел, с которыми оперирует ЭВМ;

• номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;

• номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;

• типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между собой (внутримашинного интерфейса);

• способность ЭВМ одновременно работать с несколькими пользователями и выполнять одновременно несколько программ (многопрограммность);

• типы и технико-эксплутационные характеристики операционных систем, используемых в машине;

• наличие и функциональные возможности программного обеспечения;

• способность выполнять программы, написанные для других типов ЭВМ (программная совместимость с другими типами ЭВМ);

• система и структура машинных команд;

• возможность подключения к каналам связи и к вычислительной сети;

• эксплуатационная надежность ЭВМ;

• коэффициент полезного использования ЭВМ во времени, определяемый соотношением времени полезной работы и времени профилактики.

Либо

В качестве основных характеристик ЭВМ обычно рассматривают: быстродействие и производительность емкость памяти, стоимость и надежность.

Для пользователей обычно представляют основной интерес быстродействие и производительность.

Быстродействие оценивают либо как количество стандартных операций в единицу времени, либо как скорость вычислений при выполнении эталонного алгоритма или некоторого класса алгоритмов.

---

В качестве стандартных операций обычно выбирают либо короткую операцию сложения, либо операции с плавающей точкой.

27.Представление числовых данных в ЭВМ

Данные, с которыми оперирует ЭВМ – бывают следующих типов: числа, символы или строки символов, логические значения.

Числа могут быть представлены в форме с фиксированной точкой (целые без знака, целые со знаком, правильные дроби со знаком или без знака) и с плавающей точкой.

Представление правильных дробей и целых чисел показано на рис. 2 и 3. Как правило, числа для представления чисел со знаком используют дополнительный код.

Основным недостатком формата с фиксированной точкой является небольшой диапазон представления чисел.

Форма представления с плавающей точкой, ещё называемая полулогарифмической, обеспечивает существенно больший диапазон представления.

Число представляется в виде произведения X = +m*q^±p, где m - мантисса числа X, р - порядок числа, q - основание системы счисления, а хранится в виде двух групп цифр - мантиссы и порядка.

На рис. 4 показаны диапазоны представления 32-разрядных целых чисел и с плавающей точкой (мантисса - 24 разряда, порядок - 8).



28.Представление чисел в стандарте IEEE 754. Пример.

Стандарт IEEE 754 для представления чисел с плавающей точкой в 32 – разрядном формате разработан и детально специфицирован Институтом инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE).

Стандарт определяет 32-битовый (с одинарной точностью) и 64-битовый (с двойной точностью) форматы (рис. 5) с 8- и 11-разрядным порядком соответственно. Основанием системы счисления является 2.

В дополнение, стандарт предусматривает два расширенных формата, одинарный и двойной, фактический вид которых зависит от конкретной реализации.

Расширенные форматы предусматривают дополнительные биты для порядка (увеличенный диапазон) и мантиссы (повышенная точность).



Особенностью представления чисел в формате IEEE является следующее. Порядки смещены в область положительных чисел, могут принимать значения в диапазоне от 1 до 254 для одинарного формата и от 1 до 2036 - для двойного формата, и используются для представления ненулевых нормализованных чисел. (Это значит, что порядки – целые числа без знака).

---

Представляемые числа хранятся в нормализованном виде. Нормализованное число требует, чтобы слева от двоичной точки был единичный бит. Поскольку этот бит всегда равен 1, то он в явном виде не присутствует, а подразумевается.

Благодаря этому обеспечивается эффективная ширина мантиссы, равная 24 битам для одинарного и 53 битам – для двойного форматов.

Сказанное выше можно проиллюстрировать следующим примером.

Ненормализованное число +0.0010110…х29 в нормализованном виде выглядит как +1.0110…х26, а нормализованное и в формате IEEE как 010000101.0110.

В примере первый 0 – это знак; далее 8 цифр (до точки) – смещённый порядок; после точки – само число (точнее мантисса) с учётом подразумеваемой единицы. Точка поставлена условно, для наглядности.



Благодаря этому обеспечивается эффективная ширина мантиссы, равная 24 битам для одинарного и 53 битам – для двойного форматов.

Сказанное выше можно проиллюстрировать следующим примером.

Ненормализованное число +0.0010110…х29 в нормализованном виде выглядит как +1.0110…х26, а нормализованное и в формате IEEE как 010000101.0110.

В примере первый 0 – это знак; далее 8 цифр (до точки) – смещённый порядок; после точки – само число (точнее мантисса) с учётом подразумеваемой единицы. Точка поставлена условно, для наглядности.

29.Представление символов и логических значений в ЭВМ

---

Смотрите также файлы

• Бедность как социальная проблема презентация.pptx

• Тема Философскобиологическая антропология Влияние биоантропологических основ человеческой жизнедеятельности на институциональные формы культурноисторической действительности.docx

• Здоровые суставы.docx

• Определение длины световой волны при помощи бипризмы френеля (Лабораторная работа 64).doc

• КМ02 Жеке графикалы интерфейс элементтерін ру.docx