Схемы с памятью.

1. Триггеры:

- JK

- RS

- D

- T

2. Накапливающий сумматор.

3. Регистр.

4. Счетчик.

Проблема развития элементарной базы.

Циклическое послойное изготовление элементов (частей) электронной схемы по циклу: программа – рисунок – схема. По программе на напыленный фоторезисторный слой наносится рисунок будущего слоя микросхемы. Рисунок протравливается, фиксируется, закрепляется и изолируется от новых слоев. Нанесение рисунков называется фоторезистолистография. Сейчас применяется оптическая листография. Но дифракция, интерференция и т.п. ограничивают точность. Существует также электронная (лазерная) листография, ионная и рентгеновская листография. Размеры сокращают для того, чтобы можно быть увеличить частоты (чем больше размеры транзистора, тем больше его емкость). Но уменьшение размеров приводит к тому, что удельная мощность увеличивается. Она увеличивается с ростом напряжения питания и с ростом частоты. Уменьшение напряжения нежелательно. Максимальная частота, которая может быть в элементах 1011 – 1012 Гц. Такой уровень частоты может быть только в СИС. Будут использоваться ССИС – сверхскоростные ИС средней степени интеграции. Используются кремниевые и арсенид галивые микросхемы.

Перспективы:

Новое направление – использование сверхпроводимости и туннельного эффекта (для уменьшения мощности) и биомолекулярная технология.

Характеристики ТТЛ:

1. Uпит=3,3В; 5В.

Стандартная серия: 74ххх –США; К155 . – Россия.

Tзд.р.=10нс.

2. С пониженным потреблением: 74L . – США; К134 . – Россия.

Tзд.р.=33нс.

3. С повышенной мощностью: 74b . – США; К131 . – Россия.

4. С диодами Шотки (ТТЛШ) 74S . – США; К531 . – Россия.

5. Маломощные ТТЛШ 74LS . – США; К555 . – Россия.

Функциональная и структурная организация ЭВМ.

Функциональная организация включает в себя:

- виды кодов, использованные для представления информации (аудио, видео, отображение информации, помехозащищенные коды);

- система команд (CISC, RISC, система длинных команд);

- алгоритмы выполнения машинных операций;

- технология выполнения различных процедур и взаимодействие программного и аппаратного обеспечения;

- способы использования устройств, при организации совместной работы;

- структурная организация: способы реализации функций ЭВМ.

Структурные компоненты:

1. АС:

- элементарная база;

- функциональные узлы и устройства;

2. Программные модули (обработчики прерывания, драйвера, com, exe, bat файлы).

ЭВМ делятся на совместимые и несовместимые. В свою очередь совместимые делятся на программно совместимые и технически совместимые.

Состав микропроцессорного комплекта.

- системный таймер;

- микропроцессор;

- сопроцессор;

- контроллер прерываний;

- контроллер прямого доступа к памяти (DMA);

- контроллеры устройств ввода-вывода.

Устройства ЭВМ делятся на: ядро ЭВМ (полностью электронное) и периферийные устройства (электронные, электромеханические, с тепловой природой).

Нейтральные устройства связаны между собой системной магистралью.

Состав магистрали.

1. Шина данных;

2. Шина адреса;

3. Шина управления.

Интерфейс системной магистрали.

- количество линий в ША, ШД, ШУ.

- Порядок размещения конфликтных ситуаций (этим управляет контроллер прерываний).

В состав ядра входят:

- МП

- ОП

- Дополнительные устройства (системный таймер, контроллеры и т.д.)

Ядро размещается на системной плате.

Компиляция заключается в преобразовании исходного модуля в объектный модуль, но в нем отсутствуют дополнительные программы, необходимые для выполнения.

Редактор связи объединяет все требуемые для выполнения процедуры в объектном коде в единую программу, готовую к выполнению.

Особенности управления основной памятью ЭВМ.

Выделение памяти.

Может выделяться программистом или ОС.

Размещение делится на: статическое и динамическое (в процессе). В свою очередь статическое делится на больше и меньше требуемого.

Оверлейная структура программы: загружается главная часть, а остальное по очереди. Для того чтобы связывать отдельные сегменты в единую программу нужно 7 трансляций адресов.

Такая структура адресов накладывает 2 ограничения.

1. Ограничение макс сегментов.

2. Ограничивается макс смещение в сегменте.

Динамическая трансляция адресов при сегментной организации программы.

Адресное пространство.

Начальный адрес таблицы сегментов заносится в регистр начала таблицы сегментов (РНТС). В настоящее время применяется сегменто – страничная организация памяти. Программа состоит из сегментов, размер которых может быть любым меньше максимального. А сегменты состоят из страниц, размер которых строго определен (обычно 4кБ). При такой адресации у основного адреса есть три параметра: номера сегмента и страницы, и относительный адрес.

Виртуальная память.

Имитация работы машины с максимально имеющейся в ВС памятью, включая внешнюю, и называемую режимом виртуальной памяти. Теоретически доступная пользователю ОП определяется только разрядностью адресной части команды. При работе программы та часть, которая необходима для выполнения текущей команды вызывается в ОП и размещается там. Другая часть размещается в ячейках внешней страничной памяти или в слотах. Слот – это заполненная записываемая область во внешней страничной памяти. Она равна размеру страницы. ВС с двадцатиразрядным адресом может иметь 16МБ адресуемого пространства; с 32 – х разрядным – 4ГБ. Загрузка в ОП – переписывает несколько страниц из внешней памяти в ОП. Когда страница больше не нужна, она загружается во внешнюю память (ВП).

Страничная схема организации абсолютного адреса при сегменто – страничной организации памяти.