Билет 22. В1: Арифметико-логическое устройство.

В1: Арифметико-логическое устройство.

С целью увеличения функциональных возможностей вычислительных блоков ЭВМ были разработаны электронные комбинационные устройства, позволяющие выполнять определенный набор арифметических и логических операций. В ТТЛ сериях АЛУ имеют шифр хххИП3. Микросхемы АЛУ имеют входы для n-разрядных операндов, выходы для получения результатов, управляющие входы, выполняющие mарифметических и логических операций (m=2^k, k–число управляющих входов). Арифметические операции выполняются пословно (с учетом переносов), логические побитно.

Все выполняемые в АЛУ операции являются логическими операциями (функциями), которые можно разделить на следующие группы: операции двоичной арифметики для чисел с фиксированной точкой; операции двоичной (или шестнадцатеричной) арифметики для чисел с плавающей точкой;

операции десятичной арифметики; операции индексной арифметики (при модификации адресов команд); операции специальной арифметики; операции над логическими кодами (логические операции); операции над алфавитно-цифровыми полями.

Классификация АЛУ по способу действия над операндами АЛУ делятся на последовательные и параллельные. В последовательных АЛУ операнды представляются в последовательном коде, а операции производятся последовательно во времени над их отдельными разрядами. В параллельных АЛУ операнды представляются параллельным кодом и операции совершаются параллельно во времени над всеми разрядами операндов.

По способу представления чисел различают АЛУ: для чисел с фиксированной точкой; для чисел с плавающей точкой; для десятичных чисел.

Oперации проводятся над четырёхразрядными операндами А и В, результат получаем на выходах F.

Микросхема имеет пять управляющих входов -- S и M, и соответственно выполняет 32 арифметических и логических операций.

Арифметические операции выполняются пословно, т.е. с учетом переносов и заёмов, а логические операции выполняются побитно.

Имеются вход переноса из младшего разряда CN и выход переноса в старший разряд CN+4, что позволяет строить многоразрядные схемы АЛУ с количеством разрядов кратным четырем.

При выполнении арифметических операций формируются выходные переменные G и P, что позволяет при использовании нескольких микросхем строить схему с ускоренным переносом. Кроме того, имеется выход А=В, сигнал на этом выходе активен при равенстве операндов.

В2: Иерархия памяти компьютера. Классификация запоминающих устройств.

Внутренняя память расположена на основной плате ЭВМ, там, где располагается ее процессор. Сюда входит переменная память, содержимое которой может изменяться в процессе работы ЭВМ. Она состоит из следующих видов:

ОП – основная память,

СОП – сверхоперативная (регистровая) память,

СТЕК - небольшая память для временного хранения данных,

КЭШ – очень быстрая память небольшого объема, в которой автоматически (аппаратно) накапливаются последние использованные данные.

Постоянная внутренняя память - это обычно небольшого объема память, содержимое которой не изменяется в процессе работы ЭВМ (постоянное запоминающее устройство - ПЗУ). Она управляет многими операциями ввода-вывода, поэтому называется Базовой Системой Ввода Вывода (BIOS).

Внешняя память реализуется на различных физических принципах. Наиболее распространены магнитные и оптические носители информации - диски. На них могут размещаться большие объемы информации, измеряемые гигабайтами. Они могут работать как в режиме чтения ранее записанной информации, так и в режиме записи новой информации.

По устойчивости записи и возможности перезаписи ЗУ делятся на: Постоянные ЗУ (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, BIOS). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.Записываемые ЗУ (ППЗУ), в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, CD-R).Многократно перезаписываемые ЗУ (ПППЗУ) (например, CD-RW).Оперативные ЗУ (ОЗУ) обеспечивают режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки. Быстрые, но дорогие ОЗУ (SRAM) строят на триггерах, более медленные, но дешёвые разновидности ОЗУ — динамические ЗУ (DRAM) строят на конденсаторах. В обоих видах ЗУ информация исчезает после отключения от источника питания (например, тока).