Теневая память. (Shadow ROM, Shadow RAM)

Основы аппаратной и логической орг-ии процессорн сист.

Осн. Понятия, опр. Классиф.

Архитектура-концепция, определяющая модель,структуру,выполн-е ф-ии и взаимосвязь компонентов сложного объекта (сеть,система,банк данных).Арх. охватывает логич-ю, физич,программную структуры и принципы функционир-я объекта, характериз-ет общую логическую организацию программ и технич обечпечения,описывает методы кодирования,определяет интерфейс пользователя с системой. Арх процессора отражает: структуру процессора, способы представления и форматы данных, спос-ы обращения к программно доступным элементам, набор операций,выполняемых МП (сист команд), хар-ки управляющих слов и сигналов, реакцию на внешние сигналы.

Процессор-программно управляемое электронное устр-во для обработки цифровой инф-ии, построено на 1 или неск-их БИС. МП комплект – совок совместимых по конструкции и технич исполнению БИС и др. ИС, прездназн для совместного применения.

Классификация МПС (МП средств)

1. По числу БИС в МПК: а) однокристальные б) многокристальные

2. По функц-му назначению: а) универсальные б)специализированные

3. По типу вводимых и выводимых данных: а) цифровая б) аналоговая

4. По типу временной организации: а) синхронные б) асинхронные

В синхронном: начало и конец выполнения операции синхронизируется УУ. В асинхронном, начало выполнения операции задается по сигналу фактического окончания предыдущих.

5. По орг-и структуры МП: а) одномагистральные б) многомагистральные

6. По количеству выполняемых программ

а) однопрограммные б) многопрограммные

7. В зависимости от выполняемых программ

а) центральный процессор (CPU) б) сопроцессор

в) матичный процессор г) постпроцессор (н/п занимается управл-ем БД)

д) векторный процессор е) процессор ввода-вывода

ж) препроцессор (FEP-Front End Processor)-для осуществления коммуникационной передачи данных через каналы управления группой терминалов.

8. В зависимости от набора и порядка выполнения команд различают 3 вида архитектуры: 1. CISC 2. RISC 3. MISC

9. в зависимости от производительности

а) суперкомпьютеры б) базовые компьютеры (MainFrame)

в) миникомпьютеры (ПЭВМ, WS) г) домашние компьютеры

3 Показатели производительности.

Производительность МПС-мера эффективности функционир-я системы, осн технич пар-р, определ-я арх процессора, организ-ей внутр и внешн памяти, системой прерываний, ОС, переферия и т.д. Виды: 1) Пиковая-производ-ть без учета времени обращения к оперативной памяти. 2) Номинальная – МПС совместно с RAM. 3) Системная – производ базовых технич и программных средств, входящих в комплект поставки. 4) Эксплуатационная- на реальной рабочей нагрузке, формир в основном пакетами прикладных прогр.

Методы определения производит-ти:

Расчетный (основ на инф,получ теоретически-формулы,вычисления), Эксперементальный(с помощью аппаратно-прогр средств), Имитационный (имитация вычислит процессов,расчет получ результатов).

Единицы оценки: абсолютная(кол элемент работ,в единиц врем), относит-я(относительно базовой в абсол единиц в виде индекса производ).

Методы тестирования:

1 синтетические тесты на скорость-определ кол-во выполнен работы на кол-во данных,за фиксир отрезок врем.Исследуют одно технич устр-во (cpu,ram).

2 высокоуровнев эталонные тесты-базир на очном измерении работы реальн прилож.

Аппаратные прерывания

-Обеспечи-ют реакцию МП на события,происходящие асинхронно по отнош к исполняем прогр коду.Источники прерываний:

1Внутренние прер(генерир при возникнов особ условий выполнения текущ инструкции.)-под них отведены первые 32вектора в таблице.Контекстное переключение-процесс сбора и записи содержим регистр в МП в ОП;

2 Немаскируем внешн прерыв (обладают наивысшим приоритетом независимо от состояния флага разрешения прерываний).Источники:1.NMI# (# инверсия)( схемы контроля памяти,вложен прер запрещены);2.SMI# (от схем контроля энергопотребления-chipset)-при нем МП не обращ к табл прер,а перех в режим smm-реж сист управления(использ отдельн адресное пространство);

3 Маскируемые внешние прер(обслуж контроллером совместим с МП,имеет 8 входов запросов на прер(IRQ от ВУ) и один выход запроса (INTR) запрос поступ на одноим вход мп, котор обрабатывая запрос,формир-етшинный цикл подтверждения прерыв INTR.Обраб маскир прерыв разрешается EI и запрещ инстр DI.

Условие возникновения прерываний проверяется процессором на границе инструкций – все шинные операции будут завершены до начала обработки прерываний.При обработке прерываний МП сохраняет в стеке словосостояния (PSW), сбрасывает флаг разрешения прерываний (IF) и вызывает процедуру обслуживания (хранится в таблице прерываний).

Если во время прерывания случайно изменить состояние указателя или содержимое стека, то PC зависнет.

4Логическая структура процессора. Система команд. Регистры. Адресация.

Арх мп отражает: структуру (регистровая модель),Способы представления и форматы данных,Способы обращения к программно доступным элементам, Набор операций, выполняемых МП (система команд),Характеристики управляющих слов и сигналов, вырабатываемых процессором и поступающих в МП, Реакция на внешние сигналы.

Процессор - программно управляемое электронное устройство, предназначенное для обработки цифровой информации и построенный на одной или нескольких БИС.

Логическиможно разбить на две части:

1 верхняя – управляющая; 2 нижняя – операционная

Регистры:Используемые для хранения информации и преобразования, называются управляемыми. Операции над числом в регистре реализуются с помощью управляющих сигналов от устройства управления.

по функциональному назначению делятся на типы:

программный счетчик(для формир адреса инструкц) ,регистры команд(хранение кода текущ команды), регистр адреса памяти(запоминание адреса команды)+2 ниже.

Также могут быть программно-недоступные регистры и программно-доступные регистры. Всегда присутствуют в мп:

Регистр словосостояния процессора – содержит информацию о текущем состоянии процессора.

РОН – регистр общего назначения, используется для задания, на свое усмотрение, их номера. Используется в процессоре и на ассемблере.

Система команд.

Каждый процессор имеет свою систему команд. Команда - определенная послед-ть двоичных разрядов и содержит код операции и информацию об операндах.Формат команды –совок-ть сведений, которые для каждой команды процессора задают: ее длину, состав, назначение.Команды могут быть:Безадресные, адресные. Осн группы команд:

Пересылка дан м/у RAM и регистр МП; арифм-логич операц; связь с подпрогр; инструкц вв-выв;спец сист команды. Режимы адресации:

Регистровый(адресуем операнды в регистре); регистровый косвенный(операнд в ОП, адрес в регистре); Автоинкрементный косвен(предыдущ+после адресации операнда и выполнении над ним операц, содерж регистра увел на 2 или 1); Индексный(адрес опер вычисл суммир-ем содерж регистра и const из осн пам); Прямая адресация(операнд в самой команде); Неявная адресация(адрес условно задается в неявно зад-я в коде операции); Адрес пам с использ указат стека(вып с пом регистра стэк поинт).

5 Системные ресурсы.

Распределение памяти.

Архитектура ПК определяется свойствами, которые обеспечивают возможность функционирования ПО управляющего периферийным оборудованием.

Программы могут взаимодействовать с устройствами:

1. Используя вызовы функций ОС

2. Используя вызовы функций BIOS

3. Непосредственно взаимодействуя с регистрами периферийных устройств или контроллерами интерфейса.

Основные черты совместимых ПК.

1. Единая система распределения пространства адресов памяти

2. Унифицированное распределение адресов пространства ввода-вывода

3. Система аппаратных прерываний, система прямого доступа к памяти

4. Системные устройства и интерфейса ввода-вывода

5. Унифицированные шинорасширения

6. BIOS

Распределение памяти(снизу вверх):

1. Базовая или стандартная память. Эта область памяти доступна DOS и программам реального режима.

2. UMA – верхняя память (Upper Memory Area). резервируется для системных нужд: область буферной памяти, адаптеров.

3. Дополнительная или расширенная память. Доступна только в защищенном режиме.

4. HMA-высокая пам(доступна прогр в реальн режиме при разреш работы страш разряда шины адр)

EMS (отражаемая память) –программная спецификация использования дополнительной памяти DOS - программами реального режима. используется только для хранения данных. XMS (расширенная память)–программная спецификация использования дополнительной памяти DOS – программами через переключение в защищенный режим и обратно.

Теневая память. (Shadow ROM, Shadow RAM)

Теневая память является вариантом использования последних 384 КБайта из первого Мбайта. Теневая память (Shadow Memory) ускоряет обращение к медленной верхней памяти (UMA) за счет ее подмены оперативной памятью.

Виртуальная память–программно-аппар-е средство расширения пространства памяти, предоставляемая программе в качестве оперативной. Реализуется с помощью оперативной и дисковой памяти, под управлением соответствующей ОС.

Поиск по сайту: