Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем (2006) (1186249), страница 24
Текст из файла (страница 24)
1 22 Глава 7. Основные блоки ВВМ, их назначение и функциональные характеристики кодированными десятичными числами, для вычисления некоторых трансцендентных, в том числе тригонометрических функций. Математический сопроцессор имеет свою систему команд и работает параллельно во времени с основным МП, под его непосредственным управлением.
Ускорение операций происходит в десятки раз. Современные модели МП, начиная с МП 80486 РХ, включают сопроцессор в свою структуру. Контроллер прямого доступа к памяти (Г)МА — Пгесг Мепюгу Ассезз) обеспечивает обмен данными между внешними устройствами и оперативной памятью без участия микропроцессора, что существенно повышает эффективное быстродействие ПК. Иными словами, режим Г)МА позволяет освободить процессор от рутинной пересылки данных между внешними устройствами и ОП, отдав эту работу контроллеру РМА; процессор в это время может обрабатывать другие данные или другую задачу в многозадачной системе.
Сопроцессор ввода-вывода за счет параллельной работы с МП существенно ускоряет выполнение процедур ввода-вывода при обслуживании нескольких внешних устройств (дисплея, принтера, НЖМД, НГМД и т. д.); освобождает МП от обработки процедур ввода-вывода, в том числе реализует и режим прямого доступа к памяти. Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания. Прерывание — временная приостановка выполнения одной программы с целью оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы. Контроллер принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в МП.
Микропроцессор, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы. Контроллер прерываний является программируемым. Прерывания возникают при работе компьютера постоянно, достаточно сказать, что все процедуры ввода- вывода информации выполняются по прерываниям. Например, в компьютерах ГВМ РС прерывания от таймера возникают н обслуживаются контроллером прерываний 18 раз в секунду (длятся эти прерывания тысячные доли секунды, и поэтому пользователь их не замечает).
Элементы конструкции ПК Конструктивно ПК выполнены в виде центрального системного блока, к которому через разъемы-стыки подключаются внешние устройства: дополнительные блоки памяти, клавиатура, дисплей, принтер и т. д. Системный блок обычно включает в себя системную плату, блок питания, накопители на дисках, разъемы для дополнительных устройств и платы расширения с контроллерами — адаптерами внешних устройств. На системной плате (часто ее называют материнской платой — шогЬегЪоагб), в свою очерегз . размегцаются: 12З Функциональные характеристики ЭВМ О микропроцессор; 0 системные микросхемы (чипсеты); 0 генератор тактовых импульсов; О модули (микросхемы) ОЗУ и ПЗУ; 0 микросхема СМОЯ-памяти; О адаптеры клавиатуры, НЖМД и НГМД; О контроллер прерываний; О таймер и т.
д. Многие из них подсоединяются к материнской плате с помощью разъемов. Функциональные характеристики ЭВМ Основными функциональными характеристиками ЭВМ являются: 1. Производительность, быстродействие, тактовая частота. 2. Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. 3. Типы системного, локальных и внешних интерфейсов. 4. Тип и емкость оперативной памяти.
5. Наличие, виды и емкость кэш-памяти. 6. Тип и емкость накопителей на жестких магнитных дисках. 7. Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках. 8. Вид и емкость накопителей С() и РУР. 9. Наличие и емкость накопителей на магнитной ленте. 1О. Тип видеомонитора (дисплея) и видеоадаптера.
11. Наличие и тип принтера 12. Наличие и тип модема. 13. Наличие и виды мультимедийных аудио- и видеосредств. 14. Имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы. 15. Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров. 16. Возможность работы в вычислительной сети. 17. Возможность работы в многозадачном режиме. 18. Надежность. 19. Стоимость. 20. Габариты и вес.
Некоторые из приведенных функциональных характеристик нуждаются в пояснении, поэтому остановимся на них подробнее. 124 Глава 7. Основные блоки ЗВМ, их назначение и функциональные характеристики Производительность, быстродействие, тактовая частота Производительность современных компьютеров измеряют обычно в миллионах операций в секунду.
Единицами измерения служат. О МИПС (М1РЯ вЂ” М!11юпз 1пзггцсйоп Рег Бесопг!) — для операций над числами, представленными в форме с фиксированной запятой (точкой); О Мфлопс (МН.ОРИ вЂ” М!1!юпз о1 Р1.оайпй ро!пг Орегаг!оп Рег Зесопт1) — для операций 'над числами, представ, ленными в форме с плавающей запятой (точкой).
Реже производительность компьютеров определяют с использованием следую- щих единиц измерения: О Кфлопс (кН.ОРЯ вЂ” К!1оН.ОРБ) — для низкопроизводительных компьютеров — тысяча неких усредненных операций над числами; О Гфлопс (СРГ.ОРЗ вЂ” С!яаРГ.ОРЯ) — миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой. Оценка производительности ЭВМ всегда приблизительная, ибо ориентируется на некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды операций. Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций. В 70-е годы были разработаны усредненные наборы операций (смеси Гибсона) для разных типов задач: экономических, технических, математических и т. д., в которые разные команды входили в определенном процентном отношении. По смесям Гибсона можно определять среднее быстродействие ЭВМ для этих типов задач.
Существуют и более новые тесты — тестовые наборы фирм-изготовителей для определения быстродействия своих изделий: показатель !СОМР— 1пге1 Сошрагайуе Мкгоргосеззог Рег1оппапсе (1992 год) для микропроцессоров фирмы 1псе1; (!СОМР2.0 — тест 1996 года), ориентированный на 32-битовые ОС и мультимедийные технологии); специализированные тесты для конкретных областей применения компьютеров — у!т!пзгопе97-Вцз!пезз для офисной группы задач, варианты тестов Ж!пВепсЬ 97 для других видов задач.
Для универсальных ЭВМ, выполняющих самые разные задания, эти оценки будут весьма неточными. Поэтому для характеристики ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более объективно определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для своего выполнения вполне определенного количества тактов. Зная тактовую частоту, можно довольно точно определить время выполнения любой машинной операции. Например, при отсутствии конвейерного выполнения команд и увеличения внутренней частоты у микропроцессора тактовый генератор с частотой 100 МГц обеспечивает выполнение 20 млн коротких машинных операций (простые сложение и вычитание, пересылка информации и т.
д.) в секунду; с частотой 1000 МГц — 200 млн коротких операций в секунду. 125 Виды и емкость накопитепей на хгестких магнитных дисках Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса Разрядность — это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем при прочих равных условиях будет больше и производительность ПК. Разрядность МП определяется иногда по разрядности его регистров и кодовой шины данных, а иногда по разрядности кодовых шин адреса.
Одинаковая разрядность этих шин только у МП типа ЪЧЛ% (64-битовая 1пте1-архитектура — 1А). Типы системного и локальных и внешних интерфейсов Разные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды, используют беспроводные каналы связи. Тип и емкость оперативной памяти Емкость (объем) оперативной памяти измеряется обычно в мегабайтах.
Напоми- наем, что 1 Мбайт - 1024 Кбайт = 1024' байт. Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющей емкость меньше 16 Мбайт, либо просто не работают, либо работают, но очень медленно. Следует иметь в виду, что увеличение емкости основной памяти в 2 раза, помимо всего прочего, увеличивает эффективную производительность компьютера при решении сложных задач (когда ощущается дефицит памяти) примерно в 1,41 раза (закон корня квадратного). Разные типы оперативной памяти: 6ЭКАМ, ЭЭК ЭКАМ, ЭК ЭКАМ и др.
имеют разные функциональные возможности. Виды и емкость накопителей на жестких магнитных дисках Емкость НЖМД измеряется обычно в гигабайтах, 1 Гбайт - 1024 Мбайт. Объем винчестерной памяти 20 Гбайт сегодня еще приемлем, но, по прогнозам специалистов, новые программные продукты будут требовать многие гигабайты внешней памяти. 126 Глава 7. Основные блоки ЗВМ, их назначение и функциональные характеристики Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках Сейчас применяются накопители на гибких магнитных дисках диаметром 3,5 дюйма, имеющие стандартную емкость 1,44 Мбайт (накопители для гибких дисков 5,25 дюйма в современные ЭВМ уже не устанавливаются).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
