Информатика_лекции. Информатика. Программа Дакт 52 работает на супер ЭВМ (ее стоимость 85000 $)
 Скачать 120.28 Kb.
|
|
Режим работы с прямым доступом к памяти. Режим используют разные накопители (ЖД, Flash, CD-ROM). Использование режима с прерываниями для таких устройств крайне не эффективно. Поэтому данные непосредственно передаются, например, от ОЗУ на ЖД минуя процессор. Однако, для этого контроллер внешнего устройства должен быть очень умным. После выполнения очередной команды регистр прямого доступа к памяти, внешнее устройство, требующее ПДКП поднимает флажок (ставит единичку). Обнаружив это, МП переходит в режим ожидания и переводит в выходные устройства ШД и ША, отключает эти шины от магистрали. Контроллер получив подтверждение ПДКП по ШУ, захватывает магистраль данных адреса и берет на себя все функции регенерации памяти ПК. ОЗУ представляет из себя т.н. динамическую память, которая выполняется на паразитной входной емкости диполярного транзистора. Эта емкость очень маленькая, если не принять мер, быстро разряжается. Для того чтобы поддерживать память, необходимо с частотой обновлять информацию. Этим занимается МП. Получив доступ к шине, контроллер внешнего устройства, монопольно захватывает канал и начинает читать данные. Закончив процедуру обмена контроллер внешнего устройства снимает сигнал прямого доступа к памяти и переводит свои усилители ШД и ША в третье состояние, а МП наоборот подключает свои усилители к шине и переходит из режима ожидания в рабочий режим, продолжает выполнение программы. Память компьютера Различают два типа памяти: энергозависимая – хранит информацию только во включенном состоянии компьютера (ОЗУ, ROM, СОЗУ, КЭШ 1, 2, 3); энергонезависимая – сохраняет информацию и после выключения компьютера (HD, Floppy, Flash). Энергозависимая память СОЗУ (регистр общего назначения, РОН). Эта память выполнена на триггерах и для хранения 1 бит требуется 6 транзисторов. Эта память очень быстродействующая. Триггер – устройство, обладающее двумя устойчивыми состояниями равновесия. РОН выполняется в той же разрядности, что и ШД, память такого типа требует больее количество ресурсов и занимает много места CISC – 6 штук, RISC – 200 штук. РОН реализует статическую память, не ребует никакой регенирации. Для ускорения работы компьютера придуман КЭШ уровня L1, располагается в МП. КЭШ L2 находиться за пределами микропроцессора. КЭШ L3 помещен на плате, к нему ведет отдельный канал. Чаще всего L3 не ставят. В КЭШ записываются куски программного кода и данные. ОЗУ играет важную роль при работе компьютера. Поскольку скорость работы компьютера зависит от ОЗУ. Считается, что если памяти не хватает, то увеличение ее в 2 раза приведет к увеличению скорости компьютера в 2 раза. В процессе развития техники типы ОЗУ менялись, появлялись новые поколения. Динамическая память типа ОЗУ – это DRAM – динамическая память с произвольным доступом. SDRAM – синхронная динамическая память с произвольным доступом. Поддерживается чипсетами1 Intel 430Vx, 430 Tx. Разработана в 1997 г. Для P-II и P-III DIMM с частотой 100 и 133 мГц.  Многопортовая выдача Один порт не справлялся передачей.  AMD и Cytix разработали новый тип памяти – DDR SD RAM (DDR – двойная скорость передачи). Им пришлось разработать чипсет. К ним присоединились фирмы «Силикон-график» и др. Скорость в 2 раза выше, чем у SD RAM, а стоят почти одинаково. Это сейчас самая массовая память. Flash память Flash память выполнена на туннельных диодах.  На 1 мм2 размещено огромное количество туннельных диодов. С увеличеинем числа диодов память увеличивается. Объем flash памяти сравним по величине с объемом жесткого диска. Везде, где есть микропроцессор, есть flash память. Типы flash памяти Compact flash Smart Media ATA PC Cards (PC MCIA) Memory stick Compact flash изготовлена в 1994 г. Компанией Sun Disk Corporation. Достаточно распространена в цифровых фотоаппаратах и цифровых камерах. Размеры 36 × 43 мм. Smart Media – самая дешевая из всех. Не имеет устройства управления. Сама память дешевая, а контроллер к ней дорогой. ATA PC Cards используется в переносных компьютерах. Интерфейс совпадает с интерфейсом ЖД компьютера. Работает как обычный дисковый накопитель. В переносных компьютерах для установки этого типа памяти есть специальное гнездо. Ее можно подключать к порту USB. В последних моделях персональных компьютеров эта flash память замещает жесткий диск. Memory stick разработана фирмой Sony. Это чисто фирменная память. Ее использует только фирма Sony. Flash память используется в компьютере для памяти BIOS-а (базовой системы ввода-вывода). BIOS BIOS – базовая система ввода-вывода. BIOS – для диагностики ПК и первоначальной загрузки ОС и содержит конфигурационные данные ПК. BIOS состоит из трех частей: микросхема, размещающаяся на системной плате; CMOS; на жесткий диск. В микросхеме BIOS содержится программа POST – программа самодиагностики компьютера при включении и программа начальной загрузки. В CMOS содержаться конфигурационные данные. А утилиты (FDISK) находятся на ЖД. Микросхема BIOS в настоящее время выполняется на flash памяти, до этого на ПЗУ и РПЗУ. Использование flash памяти в BIOS хорошо многократным программированием. Для каждой системной платы разрабатывается свой BIOS.  РПЗУ – ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием. REM ПЗУ выполнена на полевых транзисторах с изолированным затвором.  Rвыхода ≈ 3-5 МОм.Процедура начальной загрузки Процесс начальной загрузки осуществляется при непосредственном участии микросхемы BIOS. Во время включения ПК – первое, что делает ПК – выполнение процедуры POST (Power on self-test). POST представляет из себя программу, записанную в BIOS. Эта программа состоит из текстовых программ проверки всех составных частей ПК. Каждая тестовая программа имеет свой номер, который в в 16-ричном формате передается на 80-ый порт, где можно его прочитать с помощью POST-card. Порядок выполнения POST Проверяется источник питания. Если он исправен, то выдается на системную плату сигнал, который запускает процессор. Микропроцессор. Тест включает: выполнение базовых команд, работу с флагами, работу регистров общего назначения. Проверяется ROM(ПЗУ)-BIOS и CMOS RAM (ОЗУ). В CMOS – ОЗУ подпитывается батарейкой. Проверка таймера. У таймера три канала: нулевой, связан с МП через программируемый контроллер прерывания; единичный, используется для запуска контроллера прямого доступа к памяти и используется для передачи запроса на регенерацию системной динамической памяти; второй, используется для генерации звука через динамик или измерение временных интервалов. После инициализации таймера POST начинает выполнять тесты чтения-записи регистров контроллера DMA (прямого доступа к памяти). После проверки контроллера DMA система приступает к регенерации памяти. В этой же фазе тестируется контроллер клавиатуры и первые 64 Кб системной памяти. Проверяется контроллер прерывания и контроллер КЭШа. Если все работает, то МП может выполнить любые внутренние операции. К этому времени видеосистема еще не инициализировалась и все сообщения будут выдаваться в виде гудков из динамика. Для BIOS IBM 2 коротких – монитор Непрерывный гудок – источник питания и системная плата 1 длинный 3 коротких – адаптер дисплея 1 длинный 4 коротких – ошибка в ROM-BIOS. Проверяется видеосистема, клавиатура, диски, каналы LPT и COM. После инициализации видеосистемы POST уже может выдавать сообщения о неисправностях в периферии. Тестируется оставшаяся часть ОЗУ. При этом работа из динамика сопровождается щелчками и визуализации работоспособного количества памяти. Нормальное завершение процедуры POST сопровождается одним коротким гудком. Далее начальная загрузка модуля ОС. В случае неработоспособности BIOS никаких сообщений не выдается, экран не светится. Следовательно, желательно осадить микросхему вниз (возможно окислились контакты). Для входа в режим SETUP BIOS нужно нажать следующие клавиши.
Интерфейсы ввода-вывода Для ввода и вывода информации используется следующие интерфейсы: Интерфейс последовательного порта (RS-232C), COM1, COM2. Интерфейс параллельного порта Centronics (LPT1). Порт USB (универсальная последовательная шина). USB1, USB2. Количество этих портов можно увеличить до нескольких десятков. IEEE 1394 (Fire Wize). Используется реже, это высокоскоростная локальная последовательная шина. Работает со скоростью 100, 200 или 400 Мб/с. |