Информатика_лекции. Информатика. Программа Дакт 52 работает на супер ЭВМ (ее стоимость 85000 $)
 Скачать 120.28 Kb.
|
|
Системы счисления Компьютерная техника работает с сигналами, которые имеют всего два уровня: 0 и 1. Цифровой сигнал  В качестве «1» принимается напряжение близкое к 4,5 В, «0» - 0 В. Аналоговый сигнал  Аналоговый сигнал уязвим для помех, как и цифровой, но цифровой – более помехоустойчивый. Для работы с двоичными сигналами используется двоичная система счисления. Двоичная СС 198310 = 1*103 + 9*102 + 8*101 + 3*100 510 = 0*23 + 1*22 + 0*21 + 1*20 = 01012
Шестнадцатеричная СС Для уменьшения длины записи вместо двоичной при адресации памяти используют шестнадцатеричную СС. В такой системе должно быть 16 символов: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. 2810 = 1С16 FFB16 = 12 + 256 + 4096 = 409110 Восьмеричная СС Реже используется в компьютерных технологиях. Шины компьютера  Шина состоит из трех частей: шина данных (ШД); шина адреса (ША); шина управления (ШУ). Шина данных служит для передачи данных от одного устройства к другому. Разрядность ШД в современных компьютерах 8-64.  Арбитр – управляет доступом к памяти. Шина адреса Шина адреса служит для передачи адреса устройства, которому предназначена информация. Все устройства в компьютере имеют свой уникальный адрес (двоичный), и ячейки памяти, и устройства ввода-вывода. Шина управления По этой шине передаются управляющие сигналы: сгналы квитирования и сигналы сопровождения («чтение» или «запись», сигнал «принято») Обращение к памяти в компьютере. Цикл обращения к памяти Пусть микропроцессор решил записать в память некоторые данные. Микропроцессор выставляет на ША адрес ячейки памяти, куда он хочет записать данные. Все устройства компьютера подключены к шине адреса и поэтому все они читают выставленный адрес и сравнивают со своим собственным. Если адрес не совпадает, то процедура заканчивается. Если адрес совпадает, то дешифратор выдает сигнал активации устройства, который переводит устройство в режим ожидания. Через очень короткий промежуток времени адрес с ША микропроцессор снимает (без квитков). Одновременно с этим на шину данных выставляются передаваемые данные. Однако внешнее устройство не знает, что с данными делать. Поэтому на шину управления вместе с переданными данными выставляется сигнал сопровождения («запись»). Получив сигнал «запись» контроллер памяти читает данные с ШД и записывает их в нужные ячейки. По окончании записи, контроллер памяти на ШУ выставляет сигнал «принято». Получив сигнал «принято», микропроцессор снимает данные с ШД и снимает сигнал запись с ШУ. В ответ контроллер снимает сигнал «принято». Обмен закончен. Самым узким местом в компьютере, снижающем скорость его работы, является быстродействие шины. При абгрейде компьютера, при замене процессора, необходимо выбрать его таким образом, чтобы увеличить тактовую частоту шины. В противном случае никакого увеличения скорости не будет! Различают два класса шин: системные (подключен память, процессор, внутренние устройства); локальные (к ним подключены внешние потребители: внешний модем, сетевая плата и т.д.) Типы локальных шин: VL-B (50 Гц, частота шины совпадает с частотой процессора) PCI ISA (EISA) – системная шина Отличительная особенность шины PCI – ее универсальность и наличие контроллера шины который преобразует входные сигналы от МП в стандартный набор символов управления шины PCI. Три режима работы компьютера Программируемый режим. Режим работы с прерываниями. Режим работы с прямым доступом к памяти. Программируемый режим используется в тех случаях, когда компьютер используется в качестве управляющего контроллера. Режим задается с помощью переключателя на системной плате. В этом режиме компьютер не откликается на внешнее воздействие (не чувствует клавиатуры, мыши и др. устройств, если в программе не записано обращение к данному устройству). Режим работы с прерываниями. Каждому внешнему устройству назначается, т.н. аппаратное прерывание, всего их 16, из них большая часть задействована под внутренние нужды и для подключения внешних устройств остается не более 5 прерываний. Работа компьютера в режиме с прерываниями После выполнения очередной машинной команды, МП опрашивает регистр прерываний, в котором 16 разрядов. Если какое-то устройство требует прерываний, то оно выставляет требования в своем регистре (единичкой). Обнаружив требование, МП записывает в СТЭК результаты текущих вычислений, а именно результат вычисления (вполнения) последующей операции из регистра общего назначения, номер следующей выполняемой команды, содержимое регистра признаков результата (>0, <0, =0). Стек – область памяти с одних ходом, в качестве первой ячейки – указатель стеков – это верхняя ячейка стековой памяти.
n – указатель стека – верхняя ячейка стековой памяти. Осуществив запись по этому адресу, после чего информация по указателю продвигается на 1 вниз. В результате верхняя ячейка освобождается и снова готова к записи. После записи текущих данных в СТЭК, МП устанавливает на ШУ сигнал – «подтверждение прерывания». В ответ на это сигнал, внешнее устройство, требующее прерывания, на ШД устанавливает вектор прерывания. Получив вектор прерывания, МП интерпретирует его как ячейку памяти, где находиться исполнительный адрес начала подпрограммы обработки прерывания, обращается к ячейке памяти, читает содержимое, записывает его в регистр адреса команды, после чело обращается по этому адресу кначалу подпрограммы обработки прерывания. Начинает выполнение программы обработки прерывания. После выполнения подпрограммы внешнее устройство снимает с ШУ сигнал требования прерывания. В ответ на это МП начинает чтение данных из СТЭКа, расставляя соответствующие данные на свои места. Чтение идет в обратном порядке. После выполнения фоновой программы продолжается с той точки, на которой остановились. |