Теория для зачёта (Про hardware)

Посмотреть архив целиком

Список вопросов:


  1. Микропроцессор Intel-486. Основные параметры.

  2. Структура процессора. Организация вычислений.

  3. Адресная шина и шина данных. Прерывания.

  4. Гибкий диск(дискета). CD-диск. Виды и емкость.

  5. Жесткий диск(винчестер). Основные характеристики.

  6. Оперативная память. Размеры и характеристики.

  7. Регистры памяти и сегментов микропроцессора Intel-8088*.

  8. Индексные регистры и регистры флагов.

  9. Указатель команд IP.

  10. Регистровые операнды. Непосредственные операнды.

  11. Режимы адресации. Прямая адресация.

  12. Косвенная адресация(без смещения и со смещением).

  13. Базово-индексная адресация(без смещения и со смещением).

  14. Формат представления целых чисел. Сравнение с VAX.

  15. Формат представления вещественных чисел. Сравнение с VAX.

  16. Адресация строк данных. Работа со стековой памятью.

  17. Понятие защищенного режима работы процессора.

  18. Указатели и адреса в языке Си.

  19. Массивы.

  20. Адресная арифметика.

  21. Функции. Способы передачи параметров.

  22. Структуры, объединения, перечисления.

  23. Динамическое распределение памяти в Си. Функции, особенности их использования.



  1. Микропроцессор Intel-486. Основные параметры.


Процессор 80486 относится к категории первых микросхем, содержащих порядка 1 млн. транзисторов – приблизительно столько же, сколько их насчитывается в процессоре Motorola 68040. Благодаря расширенным схемам по производительности он значительно превосходит процессор 80386. Арифметическое устройство с плавающей запятой соответствовало стандарту IEEE. В компьютерах на базе процессора 80386 за выполнение вычислений с плавающей запятой отвечала отдельная микросхема сопроцессора. Поддержка страниц и управление памятью в процессоре 80486 осуществлялись так же, как и в процессоре 80386.

Процессор 80486 содержал 4-канальный множественно-ассоциативный кэш для команд и данных. Загрузка в него новой информации ускорялась благодаря механизму пакетной пересылки данных, позволяющему считывать и загружать в Кеш четыре 32-разрядных слова одним блоком. В нем применялся протокол со сквозной записью, согласно которому записываемые в кэш данные сразу автоматически сохранялись и в основной памяти.

С целью повышения производительности в архитектуру процессора 80486 был включен ряд устройств параллельной и конвейерной обработки команд. Устройства обработки целых чисел и чисел с плавающей запятой могли выполнять команды параллельно. Во время обработки одной команды из памяти уже извлекалась следующая команда. Для выполнения наиболее “популярных” команд требовалось меньше тактов, чем в процессоре 80386. Так, команды загрузки и сохранения данных, а также команды, производящие операции над данными регистров без обращения к памяти, выполнялись за один такт.






  1. Структура процессора. Организация вычислений.
















На рисунке выше показано устройство обычного компьютера. Центральный процессор- это мозг компьютера. Его задача – выполнять программы, находящиеся в основной памяти. Он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет из одну за другой. Компоненты соединены шиной, представляющей собой набор параллельно связанных проводов, по которым передаются адреса, данные и сигналы управления. Шины могут быть внешними (связывающими процессор с памятью и устройствами ввода-вывода) и внутренними.

Процессор состоит из нескольких частей . Блок управления отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа. Арифметико-логическое устройство выполняет арифметические операции (например, сложение) и логические операции (например, логическое И).

Внутри центрального процессора находится память для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления. Эта память состоит из нескольких регистров, каждый из которых выполняет определенную функцию. Обычно все регистры одинакового размера. Каждый регистр содержит одно число, которое ограничивается размером регистра. Регистры считываются и записываются очень быстро, поскольку они находятся внутри центрального процессора.

Самый важный регистр – счетчик команд, который указывает, какую команду нужно выполнять дальше. Название “счетчик команд ” не соответствует действительности, поскольку он ничего не считает, но этот термин употребляется повсеместно. Еще есть регистр команд, в котором находится команда, выполняемая в данный момент. У большинства компьютеров имеются и другие регистры, один из них многофункциональны, другие выполняют только какие-либо специфические функции.

Внутреннее устройство тракта данных типичного фон-неймановского процессора показано на следующем рисунке:




















Тракт данных состоит из регистров (обычно от 1 до 32), АЛУ и нескольких соединяющих шин. Содержимое регистров поступает во входные регистры АЛУ, которые на рисунке обозначены буквами А и В. В них находятся входные данные АЛУ, пока АЛУ производит вычисления. Тракт данных – важная составная часть всех компьютеров.

АЛУ выполняет сложение, вычитание и другие простые операции над входными данными и помещает результат в выходной регистр. Этот выходной регистр может помещаться обратно в один из регистров. Он может быть сохранении в памяти, если это необходимо. На рисунке показана операция сложения. Отметим, что входные и выходные регистры есть не у всех компьютеров.

Большинство команд можно разделить на две группы: команды типа регистр память и тапа регистр-регистр. Команды первого типа вызывают слова из памяти, помещают их в регистры, где они используются в качестве входных данных АЛУ. Словом может быть целое число. Другие команды этого типа помещают регистры обратно в память.

Команды второго типа вызывают два операнда из регистров, помещают их во входные регистры АЛУ, выполняют над ними какую-нибудь арифметическую или логическую операцию и переносят результат обратно в один из регистров. Этот процесс называет циклом тракта данных. В какой-то степени определяет, что может делать машина. Чем быстрее происходит цикл тракта данных, тем быстрее компьютер работает.

Центральный процессор выполняет каждую команду за несколько шагов:

1). Вызывает следующую команду из памяти и переносит ее в регистр команд;

2). Меняет положение счетчика команд, который теперь должен указывать на следующую команду;

3). Определяет тип вызываемой команды;

4). Если команда использует слово из памяти, определяет, где находится это слово;

5). Перенос слово, если это необходимо, в регистр центрального процессора;

6). Выполняет команду;

7). Переходит к шагу 1, для выполнения следующей команды.


  1. Адресная шина и шина данных. Прерывания.


Процессор, основная память и устройство ввода-вывода могут соединяться между собой посредством общей шины, основным назначением которой является предоставление канала связи для пересылки данных.

Шина содержит линии поддержки прерываний. Шинный протокол – это набор правил, управляющих поведением соединенных с шиной устройств, а также последовательностью помещения информации на шину, выдачи управляющих сигналов и т.п.

Линии шины, используемые для пересылки данных, бывают трех типов: линии данных, линии адреса и управляющие линии. Управляющие сигналы определяют, какую операцию, чтение или запись, следует выполнить.

Сигналы управления шиной также используются для тактирования операций. Они определяют, в какой момент процессор и устройства ввода-вывода могут поместить данные на шину или прочитать их с таковой. Для тактирования пересылки данных по шине разработано множество схем, которые можно разделить на два основных типа: синхронные и асинхронные.

Как уже было отмечено выше, в любой операции пересылки данных по шине одно из устройств играет роль хозяина шины. Это устройство инициирует пересылку данных с помощью команд чтения или записи. Поэтому его можно назвать инициатором. Обычно хозяином шины является процессор, но эту роль могут выполнять и другие устройства, поддерживающие функцию прямого доступа к памяти. Устройство, к которому обращается хозяин шины, называется подчиненным или целевым.

В случае синхронной шины все устройства получают синхронизирующую информации. По общей тактовой линии. На эту линию подаются тактовые импульсы со строго фиксированной частотой. Промежуток времени между последовательными тактовыми импульсами в простейшей синхронной шине составляет цикл шины, в течении которого выполняется одна операции пересылки данных.

Асинхронные шины: Альтернативная схема управления пересылкой данных по шине основывается на механизме квитирования, то есть подтверждения связи, между хозяином шины и подчиненным устройством. В схеме с квитированием тактовая линия занимается двумя управляющими линиями синхронизации: Master-ready и Slave-ready. Первая принадлежит хозяину шины, который передает по ней сигнал готовности к транзакции, а по второй отвечает подчиненной устройство.

Прерывание – это изменения в потоке управления, вызванные не самой программой, а чем-либо другим и обычно связанные с процессом ввода-вывода. Например, программа может приказать диску начать передачу информации и заставить диск произвести прерывание, как только передача данных завершиться. Как и ловушка, прерывание останавливает работу программы и передает управление программе обработки прерывания, которая выполняет какое-то определенное действие. После завершения этого действия программа обработки прерываний передает управление прерванной программе. Она должна заново начать прерванный процесс в том же самом состоянии, в котором она находилась, когда произошло прерывание. Это значит, что прежнее состояние всех внутренних регистров (то есть состояние которое было до прерывания) должно быть восстановлено.


Случайные файлы

Файл
178183.rtf
13483.rtf
130824.rtf
114205.rtf
93336.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.