 |
Белозёров Павел и Козин Никита
|
|
|
|
Структура микропроцессора…..1
Организация памяти…………….2
Модели использования оперативной памяти……. 2
а) сегментированная модель…...2
б)страничная модель……………2
Основные характеристики микропроцессора……. 2
Временные диаграммы………….3
1.структура микропроцессора.
Любая ЭВМ предназначена для обработки информации причем, как правило, осуществляет эту обработку опосредовано – представляя информацию в виде чисел. Для работы с числами машина имеет специальную важнейшую часть – микропроцессор. Это универсальное логическое устройство, которое оперирует с двоичными числами, осуществляя простейшие логические и математические операции, и не просто как придется, а в соответствии с программой, т.е. в заданной последовательности. Для хранения этой заданной последовательности служат запоминающие устройства – ЗУ. ЗУ бывают постоянными – ПЗУ, в которых информация хранится, не изменяясь сколь угодно долго, и оперативными – ОЗУ, информация в которых может быть изменена в любой момент в соответствии с результатами ее обработки. Процессор общается с ОЗУ и ПЗУ через так называемое адресное пространство, в котором каждая ячейка памяти имеет свой адрес.МП состоит из набора регистров памяти различного назначения, которые определенным образом связаны между собой и обрабатываются в соответствии с некоторой системой правил. Регистр – это устройство, предназначенное для хранения и обработки двоичного кода. К внутренним регистрам процессора относят: счетчик адреса команд, указатель стека, регистр состояний, регистры общего назначения. Наличие счетчика команд было положено еще в работах фон Неймана. Роль счетчика состоит в сохранении адреса очередной команды программы и автоматическом вычислении адреса следующей. Благодаря наличию программного счетчика в ЭВМ реализуется основной цикл исполнения последовательно расположенных команд программы.* Стек – это особый способ организации памяти, при использовании которого достаточно сохранять адрес последней заполненной ячейки ОЗУ. Именно адрес последней заполненной ячейки ОЗУ и хранится в указателе стека. Стек используется процессором для организации механизма прерываний, обработки обращения к подпрограммам, передачи параметров и временного хранения данных. В регистре состояний хранятся сведения о текущих режимах работы процессора. Сюда же помещается информация о результатах выполняемых команд, например: равен ли результат нулю, отрицателен ли он, не возникли ли в ходе операции ошибки и т.п. Использование и анализ в этом регистре происходит побитно, каждый бит регистра имеет самостоятельное значение. Регистры общего назначения (РОН) служат для хранения текущих обрабатываемых данных или их адреса в ОЗУ. У некоторых процессоров регистры функционально равнозначны, в других назначение регистров строго оговаривается. Информации одного регистра может предаваться в другой.
|
|
|
2)организация памяти.
Физическая память, к которой микропроцессов имеет доступ по шине адреса, называется оперативной памятью (или оперативным запоминающим устройством - ОЗУ).ОП организована как последовательность байтов. Каждому байту соответствует уникальный адрес (его номер), который называется физическим адресом. Физический диапазон значений адресов зависит от разрядности шины адреса микропроцессора. Для i486 и Pentium он находится в диапазоне от 0 до 2**32-1 --- 4 Гбайт (32-разрядная шина адреса).Механизм управления памятью полностью аппаратный, т.е. программа сама не может сформировать физический адрес памяти на адресной шине. Микропроцессор аппаратно поддерживает несколько моделей использования оперативной памяти:
|
|
|
Модели использования оперативной памяти.
сегментированную модель
(Память для программы делится на непрерывные области памяти, называемые сегментами. Сегменты - это логические элементы программы. Сама программа может обращаться только к данным, которые находятся в этих сегментах. Сегмент представляет собой независимый, поддерживаемый на аппаратном уровне блок памяти. Сегментация - механизм адресации, обеспечивающий существование нескольких независимых адресных пространств как в пределах одной задачи, так и в системе в целом для защиты задач от взаимного влияния.)
страничную модель
это надстройка над сегментной моделью. Оп делится на блоки фиксированного размера 4 Кб (должно быть число, кратное степени двойки, чтобы операции сложения можно было бы заменить на операции конкатенации).Каждый такой блок называется страницей. Их число 1.048.576 4 Гб адресуемой памяти. Основное применение этой модели связано с организацией виртуальной памяти. Для того, чтобы использовать для работы программ пространство памяти большее, чем объем физической памяти используется механизм виртуальной памяти. Суть его заключается в том, что операционная система предоставляет возможность по обмену страницами памяти с жестким диском. В случае, если программа требует памяти больше, чем объем физической памяти, редко используемые страницы памяти записываются на жесткий диск в специальный файл виртуальной памяти (файл обмена, или страничный файл, или файл подкачки, чаще swap-файлом, подчеркивая, что страницы этого файла замещают друг друга в ОП).
Основные характеристики микропроцессоров ПК
1) Тип микpопpоцессоpа
2) Тактовая частота микpопpоцессоpа
3) Быстpодействие микpопpоцессоpа
4) Разpядность пpоцессоpа
5) Аpхитектуpа микpопpоцессоpа.
Временные диаграммы
1- момент синхронного изменения кода, т.е. уровней сигнала на всех проводниках, образующих шину (могут изменяться не все сигналы шины);
2- неизменное устойчивое состояние сигналов на шине;
3- отсутствие сигнала в случае, когда выходные буферы всех устройств, подсоединенных к шине, находятся в отключенном (третьем) состоянии.
|
|
|
