Логические элементы. Карты Карно. Триггеры. Регистры. Счетчики. Запоминающие устройства ЭВМ, страница 4

3.  Типы переносов

4.  Функциональная схема суммирующего счетчика.

5.  Функциональная схема вычитающего счетчика.

6.  Функциональная схема реверсивного счетчика.

7.  Функциональная схема суммирующего счетчика с параллельным переносом.

8.  Функциональная схема кольцевого счетчика .

ЛЕКЦИЯ №5

ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ

Цель. Изучить принципы построения и работу запоминающих устройств.

Задачи:

1.  Изучить виды ЗУ

2.  Изучить типы адресации в ЗУ.

ЗУ характеризуются двумя параметрами: емкость запоминающего устройства, и быстродействие.

Емкость – максимальное количество информации которое одновременно может находиться в ЗУ.

Быстродействие – характеризуется временем обращения, которое представляет собой сумму времени поиска той ячейки в которой непосредственно хранится информация, и времени чтения (записи) информации.

ЗУ характеризуется типом обращения или типом доступа.

Бывают устройства с непосредственным доступом. В таких устройствах время доступа не зависит от положения запоминающей ячейки в запоминающем масштабе.

Устройство с циклическим доступом. В таких устройствах определенные ячейки памяти доступны через равные промежутки времени.

Устройства с последовательным доступом. В таких устройствах искомая информация становится доступной после прохождения всех предыдущих участков.

ЗУ классифицируются по типу поиска информации.

Существуют устройства с непосредственной адресацией, устройства с ассоциативной адресацией, стеновые ЗУ.

Иерархическая структура ЗУ ЭВМ

РПП – регистровая память процессора

СОЗУ – сверх ОЗУ

НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках

НГМД – накопитель на гибких магнитных дисках

НМА – магнитные ленты

ЗУ с непосредственной адресацией

Поиск информации ведется по адресу запоминающей ячейки запоминающего массива.

УС1…УС5 – управляющие сигналы

ДША – дешифратор адреса

ША и ШД – шина адреса и шина данных

ЗМ – запоминающий массив

РгА – регистр адреса

БСУ – блок считывающего устройства

РгИ – информационный регистр

БУЗ – блок усиления записи

УУ – устройство управления

ПР – устройство подготовки ЗУ

Алгоритм работы устройства

Сверх оперативное ЗУ с непосредственной адресацией

Хранит наиболее часто используемую информацию. При обращении программы к определенным данным, поиск ведется непосредственно с ОЗУ, если информация не найдена, то процессор обращается к ОП, что увеличивает быстродействие обработки.

Данная ЗУ строится на основе регистра:

АЛУ – арифметико-логическое устройство

КО – код операции

А₁,А₂ – адрес ячейки

Разрядность шины данных (ДША адреса) равна числу информационных регистров СОЗУ.

БМУ – блок местного управления

ОС1 – определяет код операции и запускает работу СОЗУ

УС – управляющий сигнал

Порядок подачи сигнала при чтении информации:

ОС1 определяет ячейку памяти в СОЗУ, где хранится данная информация. С помощью дешифратора адреса соответствующий регистр соединяется с выходной шиной данных и далее под влиянием управляющих сигналов передается на общую магистраль. В случае если искомая информация подлежит обработке, то под действием управляющих сигналов информация передается в АЛУ, затем под действием УС7 подается на общую магистраль. И под влиянием УС2 передается в ОЗУ. В случае если информация в СОЗУ является не востребованной в течении какого-то периода времени, то информация также поступает на магистраль через шину Y, далее поступает в ОЗУ, а регистр в СОЗУ который содержал данную информацию очищается для последующей записи.

Порядок передачи сигнала при записи информации:

УС1 определяет ближайшую свободную ячейку с наименьшим порядковым номером, далее из ОП под влиянием УС3 информация поступает на общую магистраль и под влиянием сигнала УС4, через входную шину данных происходит запись информации в соответствующую ячейку.

Также адресные ЗУ используются для КЭШ памяти 1-го уровня.

Ассоциативные ЗУ

Данные устройства используются для КЭШ памяти 2-го уровня.

Поиск и запись информации ведется по ассоциативному признаку сразу по всем ячейкам запоминающего массива, что увеличивает скорость поиска информации.

Помимо хранения информации данное ЗУ дает информации о количестве хранимой информации.

РгАП – регистр ассоциативного признака

РгМ – регистр маски. В нем маскируется та информация которая не используется, что ускоряет поиск.

ЗМ – запоминающий массив (N – число регистров)

РгИ – регистр информации

КС – комбинационная схема. В нее поступают все значения служебного разряда n.

РгП – регистр признака или результата

ФС – формирователь сигнала, который передает результаты поиска информации.

ШД – шина Данных

α₀=1, если в запоминающем массиве не найдена искомая информация.

α₁=1, если искомая информация найдена только в одной строке.

α₂=1, если искомая информация найдена в более чем одной строке.

Вспомогательные устройства КС, РгП, ФС расширяют память ЗУ.

РгАП содержит в себе признак информации которую необходимо искать.

В РгМ в 0-ль устанавливаются те разряды в которых поиск информации не ведется.

РгИ при операции чтения, служит для хранения информации поступающей с запоминающего массива, которая затем передается на ШД. При записи информации данный регистр служит ячейкой для передачи информации с ШД в запоминающий массив.

Разряды РгАП, РгМ, и ЗМ не несут в себе информацию о состоянии данного устройства, и являются служебными разрядами.