Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию





Скачать 360.59 Kb.
НазваниеМинистерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
страница1/7
Дата публикации24.09.2013
Размер360.59 Kb.
ТипКурсовая
100-bal.ru > Информатика > Курсовая
  1   2   3   4   5   6   7
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»nstu1


Курсовая проект

по дисциплине «Организация ЭВМ»

«Разработка ЭВМ»

Выполнил: Мельников Г.А. Преподаватель:

Группа: АМ-610 Гребенников В.Ф.

Факультет: АВТФ


Новосибирск 2009

Оглавление



Задание 3

1. Уровень общей архитектуры 4

2. Организация шин 5

3. Центральный процессор 8

3.1. Устройство управления 8

3.2. Адресный сопроцессор 9

4. Система прерывания программ 11

4.1. Цепочечная структура 12

4.2. Организация перехода к прерывающей программе 13

5. Основная память 14

5.1. Блочная организация основной памяти 14

5.2. Сегментно-страничная организация памяти 15

5.3. Контроль ОП по Хэммингу 19

6. Ввод/вывод 20

6.1. Структура модуля ввода/вывода 20

6.2. Программно управляемый ввод/вывод 21

7. Блок синхронизации 23

8. Таймер 23

9. Мышь, клавиатура, монитор 23

10. Кэш-память 24

10.1. Способ отображения ОП на кэш-память 24

10.2. Алгоритм замещения информации в заполненной кэш-памяти 25

10.3. Алгоритм согласования содержимого кэш-памяти и основной памяти 26

10.4. Способ подключения 26

11. Список использованной литературы 29


Задание


В состав ЭВМ входят следующие блоки:

  • центральный процессор (ЦП);

  • оперативная память (ОП);

  • система прерывания программ (СПП);

  • система ввода-вывода (СВВ);

  • блок синхронизации (БС);

  • таймер;

  • монитор, клавиатура, мышь.

  • жесткий диск.

Основные параметры ЭВМ:

  • адресность ЭВМ - двухадресная;

  • длина команды – переменная;

  • разрядность - не менее 16.

Индивидуальные данные:

  • Структура: двух шинная;

  • Сопроцессор: адресный;

  • Система прерываний: цепочечная, микроуровень;

  • Кэш: объединенный кэш команд и данных, два TLB-буфера;

  • Оперативная память: сегментно-страничная организация;

  • Ввод/вывод: условный;

  • Контроль ОП: по Хэммингу;

  • Блок для разработки: Кэш.


1. Уровень общей архитектуры


Вычислительная машина как законченный объект являет собой плод усилий специалистов в самых различных областях человеческих знаний. Каждый специалист рассматривает вычислительную машину с позиции стоящей перед ним задачи, абстрагируясь от несуществующих, по его мнению, деталей. Поэтому многие вопросы в данной работе будут опущены.

В данной работе мы начнем с довольно высокого уровня абстракции, построим обобщенную структурную схему гипотетической ЭВМ, а затем уже будем рассматривать каждый её блок более детально.
ЦП

преобразования виртуальных адресов

контроллер прерываний

кэш
ОП
МВВ

Шина адреса/данных

Шина управления

Системная шина
МВВ
Рис. 1. Обобщенная структура ЭВМ.

2. Организация шин


Совокупность трактов, объединяющих между собой основные устройства ВМ, образуют структуру взаимосвязей вычислительной машины. Структура взаимосвязей должна обеспечивать обмен информацией между:

- центральным процессором и памятью;

- центральным процессором и модулями ввода/вывода;

- памятью и модулями ввода/вывода.

Для достижения максимальной универсальности и упрощения протоколов обмена информацией в микропроцессорных системах применяется так называемая шинная структура связей между отдельными устройствами, входящими в систему. Суть шинной структуры связей сводится к следующему.



Рис. 2. Классическая структура связей.

При классической структуре связей (рис. 2) все сигналы и коды между устройствами передаются по отдельным линиям связи. Каждое устройство, входящее в систему, передает свои сигналы и коды независимо от других устройств. При этом в системе получается очень много линий связи и разных протоколов обмена информацией.

При шинной структуре связей (рис. 3) все сигналы между устройствами передаются по одним и тем же линиям связи, но в разное время (это называется мультиплексированной передачей). Причем передача по всем линиям связи может осуществляться в обоих направлениях (так называемая двунаправленная передача). В результате количество линий связи существенно сокращается, а правила обмена (протоколы) упрощаются. Группа линий связи, по которым передаются сигналы или коды как раз и называется шиной (англ. bus).

Понятно, что при шинной структуре связей легко осуществляется пересылка всех информационных потоков в нужном направлении, например, их можно пропустить через один процессор, что очень важно для микропроцессорной системы. Однако при шинной структуре связей вся информация передается по линиям связи последовательно во времени, по очереди, что снижает быстродействие системы по сравнению с классической структурой связей.



Рис. 3. Шинная структура связей.

Большое достоинство шинной структуры связей состоит в том, что все устройства, подключенные к шине, должны принимать и передавать информацию по одним и тем же правилам (протоколам обмена информацией по шине). Соответственно, все узлы, отвечающие за обмен с шиной в этих устройствах, должны быть единообразны, унифицированы.

Существенный недостаток шинной структуры связан с тем, что все устройства подключаются к каждой линии связи параллельно. Поэтому любая неисправность любого устройства может вывести из строя всю систему, если она портит линию связи. По этой же причине отладка системы с шинной структурой связей довольно сложна и обычно требует специального оборудования.

С целью снижения стоимости можно ввести общую шину для памяти и устройств ввода/вывода. Такая шина часто называется системной. Системная шина служит для физического и логического объединения всех устройств ВМ.

Системная шина в состоянии содержать несколько сотен линий. Совокупность линий шины можно подразделить на три функциональные группы: шину данных, шину адреса и шину управления.

Функционирование системной шины можно описать следующим образом. Если один из модулей хочет передать данные в другой, он должен выполнить два действия: получить в своё распоряжение шину и передать по ней данные. Если какой-то модуль хочет получить данные от другого модуля, он должен получить доступ к шине и с помощью соответствующих линий управления и адреса передать в другой модуль запрос. Далее он должен ожидать, пока модуль, получивший запрос, пошлет ответ.

Любая транзакция начинается с выставления ведущим устройством адресной информации. Адрес позволяет выбрать ведомое устройство и установить соединение между ним и ведущим. Для передачи адреса используется часть сигнальных линий шины, совокупность которых часто называют шиной адреса.

Совокупность линий служащих для пересылки данных между модулями системы, называют шиной данных.

В нашем случае шина адреса и данных объединены в одну шину, шину адреса/данных. Такая шина функционирует в режиме разделения времени, поскольку цикл шины разбит на временной интервал для передачи адреса и временной интервал для передачи данных. Структура такой шины показана на рис. 4.



Рис. 4. Мультиплексирование адреса и данных.

Мультиплексирование адресов и данных предполагает наличие мультиплексора на одном конце тракта пересылки информации и демультиплексора на его другом конце. Мультиплексоры и демультиплексоры играют роль коммутирующих устройств.

Мультиплексирование позволяет сократит общее число линий, но требует усложнения логики связи с шиной. Кроме того, оно ведет к потенциальному снижению производительности, поскольку исключает возможность параллельной передачи адресов и данных.

Неотъемлемым атрибутом любой шины являются линии, по которым передается управляющая информация и информация о состоянии участвующих в транзакции устройств. Совокупность таких линий принято назвать шиной управления.

Сигнальные линии, которые входят в шину управления, условно можно разделить на несколько групп:

- сигналы управления транзакциями;

- линии передачи информации (статуса);

- линии арбитража;

- линии прерывания;

- линии тактирования и синхронизации.
  1   2   3   4   5   6   7

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconРоссийской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное...
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию

Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconПрограмма по дисциплине «Концептуальные основы домоведения»
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию РФ
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
Методы обследования и функциональная диагностика в терапии (73 вопроса)
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
Рабочая программа дисциплины по специальности 08. 00. 10 – "Финансы, денежное обращение и кредит"
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМетодические рекомендации: формирование у детей и подростков навыков...
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное...
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки российской федерации федеральное...
М. М. Разумовской, доктора филологических наук, профессора П. А. Леканта, рекомендованного Министерством образования и науки Российской...
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМетодические указания разработаны кандидатом экономических наук,...
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение...
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconИнистерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию

Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconФедеральное агентство по образованию
Министерства образования и науки Российской Федерации от 02. 12. 2009 №695, приказом Министерства образования и науки Российской...
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconИнформационное сообщение министерство образования и науки Российской...
...
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconИнистерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки федеральное агентство по образованию
Учебно-методическое пособие для студентов гуманитарных и экономических специальностей
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки россиской федерации федеральное...
Рабочая программа послевузовского профессионального образования по дисциплине «Типология» для специальности 10. 02. 20 – сравнительно-историческое,...
Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию iconМинистерство образования и науки РФ федеральное агентство по образованию
Гоу впо «башкирская академия государственной службы и управления при президенте республики башкортостан»


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск