Вопрос №22. Оперативные запоминающие устройства на основе интегральных схем. Условное обозначение и структурная схема зу, организация поиска информации.

Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) служат для хранения операндов, программ, промежуточных и конечных результатов обработки информации, которые непосредственно используются ЦП при выполнении операций. Раньше ОЗУ выполнялись на ферритовых сердечниках, тонких магнитных пленках, полупроводниковых элементах, выполненных в виде больших интегральных схем (БИС). Современные ОЗУ строятся на интегральных схемах (ИС). Время цикла для ОЗУ на порядок больше цикла работы ЦП. Сверхоперативное ЗУ (СОЗУ) выполняет роль согласующего звена между быстродействующими устройствами ЦП и более медленного ОЗУ. СОЗУ имеет быстродействие соизмеримое с быстродействием процессора и служит для хранения операндов, необходимых для текущей последовательности команд программы, служебной информации используемой для управления вычислительным процессом. Такие СОЗУ выполняют на ИС разной степени интеграции. Имеют меньшую емкость, чем ОЗУ.

Оперативная память (ОП) — совокупность ОЗУ, объединенных в одну систему, управляемую процессором. Для обеспечения приспосабливаемости ЭВМ к конкретным потребностям пользователей применяют принцип блочного построения ОП, Так, например, на основе блоков ОЗУ емкостью 128 и 256 Кслов можно построить ОП любой ем­кости. ОП заданной емкости, составленная из нескольких блоков ОЗУ, называется многоблочной ОП.

В функциональном отношении многоблочная ОП рас­сматривается как одно ОЗУ с емкостью, равной сумме емкостей блоков, и быстродействием, примерно равным быстродействию отдельного блока. Адрес ячеек такой ОП содержит адрес блока и адрес ячейки памяти в заданном блоке ОЗУ.

Устройства, подключенные к ОП, обращаются к ней независимо друг от друга. Принцип обслуживания запро­сов к ОП — приоритетный. Устройствам присваиваются приоритеты: низший — центральному процессору, более высший — ВЗУ. ОП обслуживает очередной запрос с наи­высшим приоритетом, а все остальные запросы от других устройств ожидают момента окончания обслуживания. Такой принцип обслуживания объясняется тем, что ВЗУ не могут, долго ждать, так как большое время ожидания приводит к потере информации, записываемой или считы­ваемой с непрерывно движущегося носителя. ОП, ресурсы которой распределяются между несколькими потребителя­ми, называют 0/7 с многоканальным доступом.

Многоблочная 0/7, в которой допускается совместное выполнение нескольких обращений к разным блокам ОЗУ, называется ОП с расслоением обращений. В такой ОП блоки ОЗУ функционируют параллельно во времени, что возмож­но, если последующие обращения к 077 адресованы к бло­кам, не занятым обслуживанием предшествующих запросов.

Степень расслоения обращений характеризуется коэффи­циентом расслоения, равным среднему числу обращений к ОП, которые могут быть приняты на обслуживание одно­временно. Чем выше коэффициент расслоения, тем выше производительность ОП. Коэффициент расслоения 2— •. 8-блочной ОП универсальных ЭВМ лежит в пределах (1,3— 4,2) и (3—4) соответственно.

 

 

Вопрос №23. Операционный блок для умножения двоичных чисел с фиксированной точкой. Назначение узлов и блоков. Алгоритм выполнения операции умножения.

Рг Z

Рг SM

ТгП

БРг SM

Рг X

Рг Х

SM

Рассмотрим операцию умножения на примере:

Допустим, надо умножить число 101 на число 101. Число 101 записывается в Рг Х (регистр Х), а число 101 – в Рг Y. В БРг SM, Рг SM, Рг Z и в триггере переполнения (ТгП) находятся нули. Младший разряд числа из Рг Y поступает в УУ, т.к. это единица, то производится сложение содержимого регистра Х с содержимым буферного регистра сумматора, результат записывается в регистр сумматора. Далее производится сдвиг содержимого регистра Y, регистра сумматора и регистра Z в сторону младших разрядов. На место старшего разряда в регистр Y поступает ноль из устройства управления, на место старшего разряда регистра сумматора поступает число, находящееся в триггере переполнения (в данном случае ноль), а на место старшего разряда регистра Z поступает вытесненный разряд из регистра сумматора (в данном случае поступает 1). После выполнения сдвига в устройство управления опять поступает младший разряд из регистра Y. На этот раз это ноль. Т.к. это ноль, то производится только сдвиг (аналогично описанному выше). Далее снова поступает младший разряд из регистра Y. Теперь это единица. Производится сложение и сдвиг, как и в начале.

Можно упростить схему, соединив вместе регистр сумматора и буферный регистр сумматора, а так же регистр Y и регистр Z.