Associatívna pamäť. Rozvoj asociatívnej pamäte. Associatívna pamäť Iné aplikácie sú zahrnuté

Skladovacie zariadenie s ľubovoľným odvolaním, spravidla obsahuje množstvo rovnakých skladovacích prvkov, ktoré tvoria skladovacie pole (cm). Pole je rozdelené do samostatných buniek; Každý z nich je určený na skladovanie binárneho kódu, počet vypúšťaní, v ktorých je určená šírka pamäte vzorky (najmä, môže to byť jedna, polovica alebo niekoľko strojov). Spôsob organizovania pamäte závisí od metód umiestnenia a vyhľadávania informácií v oblasti úložného priestoru. Táto funkcia rozlišuje adresu, asociative a stack (obchod) pamäte.

Adresu. V pamäti s adresou organizácie, umiestnenie a vyhľadávanie informácií v ZM sú založené na používaní adresy slova (čísla, príkazy atď.). Adresa je číslo bunky CM, v ktorom je toto slovo umiestnené.

Pri nahrávaní (alebo čítaní) Slovo v SM iniciovaní tejto operácie musí príkaz určiť adresu (číslo bunky), ktoré je zaznamenané (čítanie).

Typická adresa adresovej pamäte obsahuje úložné pole N-výtlačných buniek a jeho hardvérového rámca, ktorý obsahuje register adresy RGAmajúce k. (k.»LOG N) Vypúšťanie, informačný register RgiJednotka odberu vzoriek adresy BAV., Prečítajte si blok zosilňovača Autobus, Blok signalizovaných signálov vygenerovaných vypúšťacích signálov Bzučať a riadiaca jednotka pamäte Budo.

Na adrese RGA BAV. Generuje v príslušnej pamäťovej bunke signály, ktoré vám umožňujú čítať alebo nahrávať slovo v bunke.

Cyklus odvolania pamäte sa iniciuje vstupom Budo Zvonku signálu Príťažlivosť. Celková časť cirkulačného cyklu zahŕňa príjem v RGA Z autobusových pneumatík Chata Adresy odvolania a príjem v Budo a prepis riadiaceho signálu Prevádzkaoznačujú typ požadovanej prevádzky (čítanie alebo záznamy).

Ďalej pri čítaní BAV. Potvrdí adresu, pošle signály čítania v nastavenej adrese CM bunkovej a kód zaznamenaný v slovnej bunke je čítaný zavádzacími zosilňovačmi a prenášané na Rgi. Prevádzka čítania je dokončená vydaním slova Rgi Na výstupných informačných autobusoch Šialený.

Pri nahrávaní, okrem vykonávania vyššie uvedeného, \u200b\u200bcelková časť cirkulačného cyklu je prijatá prijímaním slova zaznamenaného z pneumatiky vstupe Shivh a Rgi. Potom vo vybranej BAV. Bunka zaznamenáva slovo z Rgi.

Riadiaci blok Budo Generuje potrebné sekvencie riadiacich signálov, ktoré spustia prevádzku jednotlivých pamäťových uzlov.

Associatívna pamäť. V pamäti tohto typu, vyhľadávanie správnych informácií nie je na adrese, ale podľa jeho obsahu (pridruženým znakom). V rovnakej dobe, vyhľadávanie pridruženého atribútu (alebo postupne podľa určitých vypúšťaní tejto funkcie) sa vyskytuje paralelne v čase pre všetky bunky skladovacieho poľa. V mnohých prípadoch vám asociatívne vyhľadávanie umožňuje výrazne zjednodušiť a urýchliť spracovanie údajov. To sa dosahuje z dôvodu, že v pamäti tohto typu je prevádzka čítania informácií kombinovaná s množstvom logických operácií.

Typická štruktúra asociatívnej pamäte je znázornená na obr. 4.3. Úložné pole obsahuje N (N + 1) -DED bunky. Na označenie zamestnania bunky sa používa servis N-th vybitie (0 - Cell Free, 1 - Slovo sa zaznamenáva v bunke).

Associatívna pamäť

Associatívna pamäť (AP) alebo Associatívne úložné zariadenie (AZU) je špeciálny typ pamäte stroja používaný vo veľmi rýchlych vyhľadávacích aplikáciách. Známe, ako aj pamäť adresovaná obsahu, associatívne úložné zariadenie, pamäť adresovaná obsah alebo associative ArrayHoci posledný termín je častejšie používaný pri programovaní, aby ste označili štruktúru údajov. (Hannum a kol., 2004)

Hardware Associative Array

Na rozdiel od konvenčnej pamäte stroja (ľubovoľná prístupová pamäť, alebo RAM), v ktorej užívateľ určuje adresu pamäte a RAM vráti dátové slovo uložené na tejto adrese, AP je navrhnutý tak, aby užívateľ požiada o údaje SLOVO a AP Hľadáte to vo všetkých pamäti, aby ste zistili, či je niekde uložená niekde v ňom. Ak sa nájde dátové slovo, AP vráti zoznam jedného alebo viacerých oskladateľských adries, kde bolo slovo nájdené (av niektorých architektúrach, tiež vráti samotné dátové slovo alebo iné súvisiace časti údajov). AP je teda implementácia hardvéru, že pokiaľ ide o programovanie by sa nazývalo asociatívne pole.

Priemyselné štandardy Adresovateľné obsah pamäte

Definícia základného rozhrania pre vyhľadávanie AP a iných sieťových vyhľadávaní (prvky vyhľadávania siete, NSE) bola špecifikovaná na dohode o dohode o skutočnosti, nazvaná rozhraním zálohovania (rozhranie vyhľadávania) ( La-1 a La-1b.), Ktorý bol vyvinutý sieťovým spracovateľským fórom, ktorý bol neskôr v kombinácii s optickým internetovým fórom (optické internetové spracovanie Fórum, OIF). Početné zariadenia boli vyrobené integrovanou technológiou zariadenia, Cypress Semiconductor, IBM, Netlogic Micro Systems a ďalšie v týchto dohodách LA. 11. december 2007, OIF vydala zmluvu o poradnom rozhraní histórie (sériové lookaside, \\ t Slepý).

Predaj na polovodičov

Vzhľadom k tomu, že AP je navrhnutý tak, aby vyhľadával v celej pamäti s jednou operáciou, ukazuje sa oveľa rýchlejšie, než vyhľadávanie v RAM je vlastne vo všetkých vyhľadávacích aplikáciách. Avšak, tam je mínus pre väčšie náklady AP. Na rozdiel od RAM čipu, z ktorého sú skladovacie zariadenia jednoduché, každá jednotlivá pamäťová bitka v plne paralelnom AP musí mať vlastné pripojené porovnanie schému na detekciu náhody medzi uloženým bitom a vstupným bitom. Okrem toho musia byť výstupy porovnávania z každej bunky v slovných údajoch kombinovať, aby viedli k úplnému výsledku porovnávania slov. Dodatočná schéma zvyšuje fyzickú veľkosť čipu EP, ktorý zvyšuje výrobné náklady. Dodatočná schéma tiež zvyšuje roztrúsenú silu, pretože všetky porovnania sú aktívne na každom takt. Výsledkom je, že AP sa používa len v špecializovaných aplikáciách, kde sa rýchlosť vyhľadávania nemožno dosiahnuť pomocou iných menej nákladných metód.

Alternatívne implementácie

Aby sa dosiahla ďalšia rovnováha medzi rýchlosťou, veľkosťou a nákladmi na pamäť, niektoré implementácie napodobňujú funkcie AP pomocou štandardného vyhľadávania dreva alebo hashových algoritmov realizovaných hardvérom, a to aj pomocou hardvérových trikov, ako je spracovanie replikácie a dopravníka na urýchlenie efektívnej prevádzky . Tieto projekty sa často používajú v smerovačoch.

Tropic Associatívna pamäť

Binary AP je najjednoduchší typ asociatívnej pamäte, ktorá používa slová vyhľadávania údajov, ktoré spočívali výlučne z jednotiek a nuly. Tretia hodnota sa pridáva k TROPIC AP na porovnanie "X" alebo "Nie je dôležité" pre jednu alebo viac bitov v uloženom slovom údajov, pričom pridávajú väčšiu flexibilitu vyhľadávania. Napríklad slovo "10xx0" by sa mohlo zachovať v Tropic AP, ktoré dostane osídlenie na ktoromkoľvek zo štyroch slov vyhľadávania "10000", "10010", "10100" alebo "10110". Pridanie flexibility na vyhľadávanie prichádza zvýšením ceny binárneho, pretože vnútorná pamäťová bunka by teraz mala kódovať tri možné stavy namiesto dvoch. Táto dodatočná podmienka sa zvyčajne vykonáva pridaním "dôležitosti" masky bity ("DÔLEŽITÉ" / "Nie je dôležité") na každú pamäťovú bunku.

Holografická asociatívna pamäť poskytuje matematický model pre integrovanú asociatívnu pamäť bitov "nie je dôležitá", pomocou komplexného zastúpenia.

Príklady aplikácií

Obsah adresovaný obsahu sa často používa v počítačových sieťových zariadeniach. Napríklad, keď sieťový prepínač (prepínač) prijíma dátový rámec na jednom z jeho portov, aktualizuje vnútorný stôl so zdrojom MAC adresy rámu a portu, ku ktorému bola získaná. Potom hľadá mac adresu cieľa v tabuľke, aby sa určilo, ktorý port musí byť poslaný rám, a pošle ho do tohto prístavu. Tabuľka adresy MAC sa zvyčajne implementuje na binárne AP, takže cieľový port možno nájsť veľmi rýchlo, čím sa znižuje čas čakania spínača.

Tropic AP sa často používa v týchto sieťových smerovačoch, v ktorých má každá adresa dve časti: (1) sieťovú adresu, ktorá sa môže zmeniť v množstve v závislosti od konfigurácie podsiete a (2) hostiteľskej adrese, ktorá zaberá zostávajúce bity. Každá podsieti má sieťovú masku, ktorá určuje, ktoré bity - sieťová adresa a ktoré bity sú hostiteľskou adresou. Smerovanie sa uskutočňuje zmierením s smerovacou tabuľkou, ktorý smerovač podporuje (router). Obsahuje všetky známe adresy cieľovej siete spojenej s nimi sieťovou maskou a informačnými potrebnými balíkmi smerovanými týmto schôdzkom. Router implementovaný bez AP porovnáva adresu priradenia balíka, ktorá bude rozdelená do každého vstupu do smerovacej tabuľky pri vykonávaní logickej a sieťovej masky a porovnávanie výsledkov so sieťou. Ak sú rovnaké, na odoslanie balíka sa používa príslušná informácia o smere. Použitie tropického ap pre smerovaciu tabuľku robí proces vyhľadávania veľmi účinný. Adresy sa ukladajú pomocou bitov "bez ohľadu na hostiteľa", takže vyhľadávanie cieľovej adresy v AP okamžite načíta správny záznam v tabuľke smerovania; Obe operácie - aplikácie masky a porovnania - sú vykonávané hardvérovými nástrojmi.

Iné aplikácie sú zahrnuté

Cash Cache Dispatchers a Associative Bunchs Bontons (TLB)

Bibliografia

Kohonen T. Associatívne skladovacie zariadenia. M.: Mir, 1982. - 384 p.

V angličtine

Anargyros Krikelis, Charles C. WEEMS (EDITORS) (1997) Associatívne spracovanie a spracovatelia, IEEE počítačová veda stlačte. ISBN 0-8186-7661-2

Hannam a kol. (2004) Systém a spôsob resetovania a inicializácie plne asociatívneho poľa na známy stav pri výkone alebo prostredníctvom špecifického stavu stroja . U.S. Patent 6,823,434.

Spojenie

Nadácia Wikimedia. 2010.

Sledujte, čo je "Associatívna pamäť" v iných slovníkoch:

V počítačovej vede, non-adresovanú pamäť, v ktorej sa vyhľadávanie informácií uskutoční podľa svojho obsahu (asociatívneho znaku). Pozri tiež: Počítačový pamäť aplikácie softvér Finančný slovník Finam ... Finančná slovná zásoba

associatívna pamäť - Pamäť, v ktorej sa adresovanie určuje nie umiestnením objektu, ale jeho obsah. Ak chcete nájsť adresu, vykoná sa analýza objektov a jeho náhoda jeho mena (podľa niektorých slov) s inými adresami. Použitie Associatívnej pamäte ... ... Technický adresár prekladateľa

associatívna pamäť - asociatívne skladovacie zariadenie; Associatívne pamäťové pamäťové zariadenie, v ktorom je miesto liečby určené obsahom uložených informácií ... Polytechnický terminológia slovník

associatívna pamäť - AsociatyVioji Atmintis status t sritis automatika atitikmenys: Angl. Associatívna pamäť VOK. Aspoziator Speicher, M; DurchsuchsPeicher, M RUS. Associatívna pamäť, F Panc. Mémoire Associative, F ... Automatikos Terminų ŽodyNas

Associatívna pamäť - Pozri Memory, Associative ... Vysvetľujúci slovník psychológie

Tento článok by mal byť vico. Pozrite si ho podľa pravidiel článkov. Associatívna ľudská pamäť, to znamená, že niektoré spomienky môžu generovať veľkú oblasť spojenú s ním. Jeden subjekt nám pripomína ... Wikipedia

viacúrovňová tabuľka stránok Vyžaduje viac prístupu k hlavnej pamäti, preto trvá veľa času. V niektorých prípadoch je takéto oneskorenie neplatné. Problém o riešení problémov je vyriešený na úrovni architektúry počítačovej architektúry.

V súlade s vlastnosťou lokality je väčšina programov nakreslená na malý počet strán na určitý čas, takže aktívne sa používa len malá časť tabuľky stránok.

Prírodné zrýchlenie Problém Riešenie - Poskytnite počítač s hardvérovým zariadením na zobrazenie virtuálnych stránok na fyzickú bez prístupu k tabuľke stránok, to znamená, že má malá, rýchla pamäť vyrovnávacej pamäte, ktorá je momentálne uložená v súčasnosti časť tabuľky stránok. Toto zariadenie sa nazýva associatívna pamäť, Niekedy tiež používa termín poloha vyhľadávania vyrovnávacej pamäte (prekladateľská vyrovnávacia pamäť - TLB).

Jedna tabuľka associatívna pamäť (Jeden vstup) obsahuje informácie o jednej virtuálnej stránke: jeho atribúty a rám, v ktorom sa nachádza. Tieto polia presne zodpovedajú poliam tabuľke stránok.

Ako associatívna pamäť obsahuje iba niektoré položky tabuľky stránok, každá položka v TLB by mala obsahovať pole s číslom virtuálna stránka. Pamäť sa nazýva Associative, pretože sa koná súčasné porovnanie zobrazeného čísla virtuálna stránka S príslušnými pole vo všetkých radoch tohto malého stola. Preto je tento typ pamäte dosť drahý. V reťazci, pole virtuálna stránka Ktorý sa zhodoval s požadovanou hodnotou, je číslo rámca. Obvyklý počet záznamov v TLB od 8 do 4096. Rast počtu záznamov v associatívna pamäť Musí sa vykonať s prihliadnutím na takéto faktory ako veľkosť hlavnej pamäte pamäťovej vyrovnávacej pamäte a počet osloví pamäte pri vykonávaní jedného príkazu.

Zvážte prevádzku správcu pamäte, ak associatívna pamäť.

Na začiatku informácií o displeji virtuálna stránka Vo fyzickej, zistí associatívna pamäť. Ak sa nájde požadovaný záznam - všetko je v poriadku, s výnimkou prípadov porušenia oprávnení, keď je žiadosť o odvolanie pre pamäť vychýlené.

Ak je požadovaný vstup associatívna pamäť Žiadne, displej sa vykonáva cez tabuľku stránok. Existuje nahradenie jednej zo záznamov associatívna pamäť Po nahrávaní z tabuľky stránok. Tu sme čelia tradičnému náhradnému problému pre ľubovoľnú cache (konkrétne, aký druh záznamov v pamäti cache je potrebné zmeniť). Dizajn associatívna pamäť Musí organizovať záznamy takým spôsobom, aby ste mohli urobiť rozhodnutie, na ktorom by ste mali byť odstránené staré záznamy pri vytváraní nových.

Počet úspešných čísel stránok vyhľadávania v associatívna pamäť Vo vzťahu k celkovému počtu vyhľadávaní sa nazýva pomer hit (koincidence) (podiel, postoj). Niekedy sa používa aj termín "percento hitov v cache". Pomer Hit je teda súčasťou odkazov, ktoré možno urobiť pomocou associatívna pamäť. Odvolanie na tie isté stránky sa zvyšuje pomer zasiahnutia. Čím viac hit pomer, tým menej priemerný čas prístupu k údajom v RAM.

Predpokladajme, že napríklad, že na určenie adresy v prípade poruchy vyrovnávacej pamäte je potrebná 100 NS prostredníctvom tabuľky stránok a určiť adresu v prípade vyrovnávacej pamäte associatívna pamäť - 20 ns. S pomerom 90% hit je priemerná doba definície adresy 0,9 x 20 + 0,1x100 \u003d 28 ns.

Dokonale prijateľná výkonnosť moderného OS dokazuje efektívnosť použitia associatívna pamäť. Vysoká pravdepodobnosť zistenia údajov v associatívna pamäť Je spojená s prítomnosťou týchto objektívnych vlastností: priestorová a časová lokalita.

Je potrebné venovať pozornosť nasledujúcej skutočnosti. Pri prechode kontextu procesov je potrebné zabezpečiť, aby nový proces "nevidil" v associatívna pamäť Informácie týkajúce sa predchádzajúceho procesu, napríklad vyčistiť. Tak použitie associatívna pamäť Zvyšuje čas spínania kontextu.

Považovaná za dve úrovne ( associatívna pamäť + TABUĽKA NA STRÁNKU) Riešenie konverzie Schéma je jasným príkladom hierarchie pamäte na základe používania zásady lokality, ako je uvedené v úvode k predchádzajúcej prednáške.

Tabuľka invertovanej stránky

Napriek organizácii s viacerými úrovňami je uchovávanie viacerých veľkostných stránok tabuliek stále problémom. Jeho hodnota je obzvlášť dôležitá pre 64-bitové architektúry, kde je počet virtuálnych stránok veľmi veľký. Riešenie roztoku je použitie invertované tabuľky (Tabuľka invertovanej stránky). Tento prístup sa používa na výkonoch PowerPC, niektoré pracovné stanice Hewlett-Packard, IBM RT, IBM AS / 400 a niekoľko ďalších.

Táto tabuľka obsahuje jednu položku na každom ráme fyzickej pamäte. Je nevyhnutné, aby jedna tabuľka stačila pre všetky procesy. Tak, na uloženie funkcie zobrazenia, je potrebná pevná časť hlavnej pamäte, bez ohľadu na bit architektúry, veľkosti a počtu procesov.

Napriek úsporám RAM, aplikácie obrátený stôl Má významné mínus - záznamy v ňom (ako v associatívna pamäť) Nie je zoradené zvýšením číslic virtuálnych stránok, čo komplikuje vysielanie adresy. Jedným zo spôsobov, ako vyriešiť tento problém, je použitie hash tabuľky virtuálne adresy. V tomto prípade časť virtuálna adresa, Ktoré je číslo stránky, sa zobrazí v tabuľke hash pomocou funkcie Hash. Každá fyzická pamäťová stránka tu zodpovedá jednému zadaniu v tabuľke hash a invertovaná tabuľková stránka. Virtuálne adresyS každou hodnotou funkcií hash sú navzájom spojené. Obvykle dĺžka reťazca nepresahuje dve záznamy.

Veľkosť stránky

Vývojári OS pre existujúce stroje málokedy majú možnosť ovplyvniť veľkosť stránky. Pre novovytvorené počítače je však relevantné rozhodnutie týkajúce sa optimálnej veľkosti strany. Ako sa očakávalo, neexistuje žiadna najlepšia veľkosť. Skôr, existuje súbor faktorov ovplyvňujúcich veľkosť. Typicky je veľkosť strany stupeň od dvoch od 2 9 do 2 14 bajtov.

V spoločnosti Associatívne nezabudnuteľné zariadenia sa vyhľadávanie informácií uskutočňuje podľa asociatívneho funkcie zaznamenaného v každej pamäťovej bunke.

V pamäti tohto typu, vyhľadávanie potrebných informácií nie je na adrese, ale obsahom samotných informácií (to znamená, že podľa asociatívneho základu). Zároveň sa vyskytne vyhľadávanie pre atribút atribút paralelne v čase pre všetky pamäťové bunky. Associatívne vyhľadávanie vám umožňuje výrazne zjednodušiť a urýchliť spracovanie údajov. To sa dosahuje z dôvodu, že v takejto pamäti sa prevádzka čítania informácií kombinuje s implementáciou radu logických operácií. Môžete napríklad vykonávať operácie, ako napríklad:

1) Vyhľadajte maximálne alebo minimálne číslo v pamäti;

2) Hľadanie slov uzatvorených v určitých hraníc;

3) Hľadanie slov najbližších pre asociatívne znamenie, a to tak viac aj z menšej strany atď.

Najjednoduchšia Associatívna pamäť zvyčajne vykonáva jedinú vzorovú prevádzku slov, ktorých znamenie sa zhoduje s asociatívnym znakom.

Skladovacie pole (cm) obsahuje N buniek, každá bunka n + 1 výtok. Na označenie zamestnávania bunky sa používa služba n-bit. Ak je vypúšťanie N-OM 0 - potom je bunka zadarmo, ak je 1 zaneprázdnený.

Pod vstupom SHD v pridruženom prihlasovacom registri je prijatý N-bitový znak a RGM maska \u200b\u200bje kód masky vyhľadávania. Zároveň je N-TH vybitie registrácie RGM nastavené na 0 Associatívne vyhľadávanie je vyrobené len na tých vypúšťaní funkcie, ktorá zodpovedá "1" v registrácii masky, to znamená tzv. Vypúšťanie RGM. Preto sa pýtajú kódu masky m, môžete ľubovoľne vybrať tie vypúšťanie, pre ktoré sa vyhľadávanie vykonáva.

Pre slová z SM, v ktorých všetky obrázky sa zhodovali s odkalenými číslicami RGP, kombinovanou CS 1 schéma "1" na zodpovedajúce vypúšťanie koincidencie RGC. Ak sa teda zápas zhodoval s údajmi znamenia, znamenie znamenia, potom v JT vypúšťanie RGC registra sa zaznamená "1", inak "0". Nahrávanie "1" v zariadení JT RGC znamená, že slovo J-O zodpovedá znameniu, t.j. Je slovo, ktoré vlastne hľadá ZM.

Slovo, ktoré umožňuje požiadavku pre všetky alebo len niektoré vypúšťanie asociatívneho funkcie, aplikácia masky vám umožňuje znížiť alebo rozšíriť vyhľadávaciu oblasť.

Vyhľadávanie informácií sa uskutočňuje paralelne so všetkými bunkami porovnaním dotazu s asociatívnou vlastnosťou každej bunky.

Výsledok vyhľadávania generuje špeciálny kombinovaný okruh, ktorý produkuje signály, ktoré upozornia absenciu slov, ktoré spĺňajú podmienky vyhľadávania, o prítomnosti len jedného slova, o prítomnosti niekoľkých slov, ktoré majú takúto asociatívnu funkciu.

Po formácii a spracovaní oznamovacích signálov je riadiaci obvod prečítaný potrebnými informáciami.

Pri písaní informácií sa najprv sa nachádza voľná bunka. Na tento účel sa vykonáva pridružená vyhľadávacia operácia na znamení, ktorá má vo všetkých vypúšťaní "0" av registri "0" maska \u200b\u200bzaznamenaná vo všetkých vypúšťaniach, okrem mladšieho n-th vybitia.

Tieto bunky ZM teda, ktoré v N-OHM výtok zaznamenali "0", čo znamená neobsadenú bunku. Slovo z informačného registra RGI je napísané do voľnej bunky s najmenším číslom.

Pri použití dodatočných kombinovaných obvodov v Associatívnej pamäti je možné vykonať rôzne logické operácie, určujúce maximálny alebo minimálny počet, počet slov, ktoré majú rovnakú asociatívnu funkciu atď. Obrázok 1 zobrazuje štruktúru asociatívnej pamäte. Pamäťové bunky združenia asociatívneho úložného zariadenia musia byť prvkami statickej pamäte, v prirodzenskej pamäti, odvolanie sa uskutoční súčasne všetky bunky a nemali by byť prerušené regeneračnými cyklami. Associatívna pamäť je najrýchlejšie, ale veľmi drahé, pretože vyžaduje dodatočnú porovnávaciu schému, ktorá vám umožní vyhľadávať každú pamäťovú bunku. Preto sa táto pamäť zvyčajne nepoužíva v čistej forme a vysokorýchlostné pamäťové zariadenia pamäte cache sa zvyčajne vykonávajú ako čiastočne asociatívne.

V mikroprocesoroch sa ako súčasť pamäte vyrovnávacej pamäte používajú asociatívna pamäť (vzorkovací softvér) používajú ako súčasť pamäte vyrovnávacej pamäte na uloženie adresy časti príkazov a operands spustiteľného programu. Zároveň nie je potrebné odkazovať na RAM Po ďalšom príkazi alebo požadovanom operande, stačí, aby sa do asociatívneho podpisu zaregistruje potrebnú adresu, a ak sú v pamäti cache k dispozícii požadované informácie, bude to okamžite. Prístup k RAM bude potrebná len v neprítomnosti požadovaných informácií v pamäti cache. Kvôli tomuto použitiu cache sa zníži počet odvolaní na RAM, a to šetrí čas, pretože odvolanie do vyrovnávacej pamäte vyžaduje približne 10-krát menej času ako odvolanie na RAM.

Organizácia zamestnancov

Ak sa záznam a čítanie uskutočňuje cez ten istý register, potom sa takéto zariadenie nazýva pamäť zásobníka pracujúca na princípe "Prvý zadaný - posledný vydaný" (FILO-prvý vstup, posledný výstup).

Stále pamäť, rovnako ako asociative, je zamračený, je to sada buniek, ktoré tvoria jednorozmerné pole, v ktorých sú priľahlé bunky spojené s každým ostatným vypúšťacím reťazcom prevodovky slova. Slovo záznam sa vždy vykonáva v hornej nulovej bunke. V rovnakej dobe, všetky predtým zaznamenané slová posunuli jednu bunku. Čítanie sa vykonáva v opačnom poradí.

Pamäť zásobníka bola rozšírená. Ak ho chcete implementovať v RAM, prostredníctvom programov operačného systému, časť pamäte pod zásobníkom je pridelená. V praxi je organizovaná pamäť zásobníka, pomocou obvyklých pamäte adresy.

Zvážte organizáciu pamäte zásobníka ako pamäť vytvorená z prepojených pamäťových buniek, v ktorých sa posunujú informácie pri nahrávaní stohu nového slova (obr. 2). Zdieľanie informácií sa vykonáva len cez hlavnú pamäťovú bunku. Pri čítaní slov z zásobníka môže byť slovo odstránené z pamäte zásobníka alebo pohybovať pozdĺž krúžku v závislosti od organizácie zásobníka. Read Read - Ten zadaný, prvé vyšiel - tzv. Life (naposledy v prvom mieste).

Obr. Organizácia pamäte zásobníka.

Implementácia takejto pamäte hardvéru nie je vždy vhodná a často je v hlavnej pamäti počítača organizovaná v hlavnej pamäti počítača, ktorá vám umožňuje zmeniť hlasitosť stohu v závislosti od potreby. Pri organizovaní zásobníka v hlavnej pamäti sa prideľuje špeciálny register adries - "Ukazovateľ zásobníka". V indexe zásobníka je adresa posledného slova zaznamenaného v zásobníku. Pri písaní slova v zásobníku sa pri čítaní automaticky zníži. Stále pamäť sa používa zvyčajne na uloženie stavu aktuálneho programu pri prerušení spracovania. Po vykonaní programu prerušenia sa v sekvencii obnoví stav všetkých registrov, ktoré existovali v čase prerušenia programu, reverznej postupnosti záznamu. Môžete uložiť dátové a programové údaje, je vhodné na to, že pri prístupe k stohu nemusíte zadať v programe adresy pamäťových buniek, extrakcia informácií z zásobníka sa tiež vyskytuje bez špecifikovania adresy.

Všeobecné informácie a klasifikácia pamäťových zariadení

Prednáška 2. Organizácia pamäte EUM.

Minisuprevm a SupermineVM.

Malý a mikroevm.

Existuje veľké množstvo, konvenčne povedané, "malé" aplikácie výpočtových strojov, ako je automatizácia regulácie výroby výrobkov, spracovanie údajov počas experimentov, recepcia a spracovanie údajov z komunikačnej linky, riadenie procesov, obrábacích strojov a rôznych Digitálne terminály, úlohy s malými zúčtovacími inžinierstvami.

V súčasnosti sú malé a mikroevné sú vložené do rôznych "inteligentných" zariadení (elektromery, mikrovlnné rúry, práčky, modemy, snímače atď.).

Klasifikácia nemá jasné hranice medzi zvažovanými počítačmi. Nedávno začali vyzdvihnúť dva typy medziproduktov.

SupermineVM zahŕňa vysoko výkonné počítače obsahujúce jeden alebo viac slabo viazaných procesorov v kombinácii so spoločnou diaľnicou (spoločná pneumatika). SupermineVum je charakteristické, že rýchlosť vykonávania svojich aritmetických operácií cez čísla plávajúcich bodov je výrazne nižšia ako rýchlosť prevádzky určená zmesi príkazov zodpovedajúcich informáciám a logickým dotazom. Tento typ môže zahŕňať ibm-ox šachový počítač hlboký modrý.

MinisOPEEREVERM je zjednodušený (najmä vďaka kratším slovom) viacprúdové počítače, najčastejšie s prostriedkami spracovania vektora a dopravníka s vysokou rýchlosťou operácií cez čísla plávajúceho bodu. Tento typ môže obsahovať počítače s architektúrou SMP (Symmetric MultiProcessor).

Skladovacie zariadenia môžu byť klasifikované podľa nasledujúcich kritérií: · podľa typu skladovacích prvkov · funkčným účelom · podľa typu metódy organizovania obehu · podľa charakteru čítania · Metóda ukladania · metódou organizácie podľa typu skladovacích prvkov , polovodičový magnetický kondenzátor optoelektronický holografický kryogénny kondenzačný kondenzát PSU PPZU

Metóda organizovania konzistentného vyhľadávania s priamym prístupom s priamym prístupom alebo adresárom asociatívneho zdvihu postavou čítania s zničením informácií bez zničenia informácií o metóde ukladania statickej dynamiky v spôsobe organizácie jedno koordinácie Dvojiciódiá dvojradinácia dvoch súradníc

Pamäť EUM je súbor zariadení, ktoré slúžia na zapamätanie, ukladanie a vydávanie informácií. Samostatné zariadenia zahrnuté v tejto súprave sa nazývajú skladovacie zariadeniaalebo spomienky na jeden alebo iný typ.

Výkon a výpočtové črty počítača sú do značnej miery určené zložením a charakteristikami jeho pamäte. Ako súčasť počítača sa súčasne používa niekoľko typov pamäte, charakterizované princípom účinku, charakteristík a účelu.

Hlavnými operáciami v pamäti sú zlepšením informácií v pamäti - záznam a informácie o odbere vzoriek z pamäte - čítanie. Obe tieto operácie sa nazývajú pozrite si pamäť.

Pri prístupe do pamäte čítate alebo zaznamenáte nejakú jednotku údajov - odlišné pre zariadenia rôznych typov. Takáto jednotka môže byť napríklad bajt, strojové slovo alebo dátový blok.

Najdôležitejšie vlastnosti jednotlivých pamäťových zariadení (pamäťové zariadenia) sú kapacita pamäte, špecifická kapacita, rýchlosť.

Kapacita pamäte Určené maximálnym množstvom údajov, ktoré môžu byť uložené v ňom.

Špecifická kapacita Je tu pomer kapacity pamäte na jeho fyzický zväzok.

Záznamová hustota K dispozícii je pomer kapacity pamäte do oblasti dopravy. Napríklad hddová kapacita až 10 GB záznamovej hustoty je 2 Gbps na meter štvorcový. palec.

Rýchlosť pamäte Určuje sa trvanie prevádzky cirkulácie, t.j. čas strávený na vyhľadávaní požadovanej jednotky informácií v pamäti a na jeho čítanie ( Čas manipulácie) alebo čas pri hľadaní miesta v pamäti určenom na ukladanie tejto jednotky informácií a na jeho záznam pamäť (čas nahrávania).

Trvanie prístupu pamäte (čas pamäte) pri čítaní

kde - čas prístupu, ktorý je určený časovým intervalom medzi časom referencie pri čítaní, kým nebude možné pristupovať k tejto jednotke informácií; - Trvanie procesu fyzického čítania, t.j. procesu detekcie a upevnenia stavov zodpovedajúcich skladovacích prvkov alebo úsekov nosiča média.

Niektoré pamäťové zariadenia sú sprevádzané jeho zničením (vymazanie). V tomto prípade musí cirkulačný cyklus obsahovať operáciu obnovy (regenerácia) čitateľných informácií v tej istej pamäti.

Trvanie manipulácie (čas cyklu) Pri nahrávaní

kde - čas prístupu pri nahrávaní, t.j. od okamihu nahrávania pri nahrávaní, kým sa nedosiahne prístup k úložným prvkom (alebo časti nosičového povrchu), v ktorom sa záznam zaznamenáva; - Čas prípravy strávený na uvedenie do pôvodného stavu skladovacích prvkov alebo úsekov média média na zaznamenávanie určitej jednotky informácií (napríklad bajt alebo slová); - Doba informácií, t.j. zmeny stavu skladovacích prvkov (časti nosného povrchu). Z väčšej časti

Hodnota pamäťového cyklu je akceptovaná ako trvanie cyklu

V závislosti od cirkulácie implementovanej v pamäťových operáciách sa rozlišuje: a) ľubovoľná referenčná pamäť (je možné čítať a zaznamenávať údaje do pamäte); b) pamäť len na čítanie informácií ("trvalé" alebo "jednostranné"). Informácie o nahrávaní v trvalej pamäti sa vykonávajú v procese jeho výroby alebo nastavenia.

Tieto typy pamäte sú splnené RAM terminály (Random Access Memory - Random Access) a ROM (len prečítať iba pamäťovú pamäť na čítanie).

Ako organizovanie prístupu, existuje pamäťové zariadenie s priamym (ľubovoľným), s priamym (cyklickým) a sekvenčným prístupom.

V pamäti S. priamo (ľubovoľné) Prístup k času prístupu, a preto cyklus cirkulácie nezávisí od miesta pamäte, z ktorého sú informácie napísané, alebo do ktorých sa informácie zaznamenávajú. Vo väčšine prípadov je priamy prístup implementovaný pomocou elektronickej (polovodičovej) pamäte. V takomto poznámku je cirkulačný cyklus zvyčajne 70 alebo menej nanoseconds. Počet vypúšťaní čítať alebo zaznamenaných v pamäti s priamym prístupom paralelne v čase pre jednu operáciu obehu Šírka vzorky.

V dvoch ďalších typoch pamäte sa používajú pomalšie elektromechanické procesy. V zariadeniach priama pamäťK ktorých diskovové zariadenia zahŕňajú vďaka nepretržitému otáčaniu média, možnosť prístupu k určitej časti média na čítanie alebo záznam sa opakuje cyklicky. V takejto pamäti je prístup prístup zvyčajne z niekoľkých zlomkov sekundy na niekoľko desiatok milisekúnd.

Na mysli s postupným prístupom Sekvenčné zobrazenie médií sú vykonávané, kým sa požadovaná časť nosiča nevyskytuje nejakú východiskovú polohu. Charakteristickým príkladom je pamäť na magnetických pásoch, tzv. Streamers ( streamer.). Doba prístupu môže byť v nepriaznivých informáciách o umiestnení informácií na dosiahnutie niekoľkých minút.

Dobrým príkladom pásu pásky je použitie ARVID adaptéra s VHS VCR. Kapacita tohto skladovania je 4 GB / 180min.

Skladovacie zariadenia sa líšia aj na funkciách vykonaných v počítači v závislosti od konkrétneho umiestnenia pamäte v štruktúre počítačovej štruktúry.

Požiadavky na rýchlosť a rýchlosť rýchlosti sú protichodné. Čím viac rýchlosti, tým viac je to ťažšie a drahšie je zvýšiť kapacitu pamäte. Náklady na pamäť je významnou súčasťou celkových nákladov počítača. Preto je pamäť počítača organizovaná vo forme hierarchickej štruktúry pamäťových zariadení s rôznou rýchlosťou a kapacitou. Vo všeobecnosti počítač obsahuje nasledujúce typy pamäte, v poradí zostupnej rýchlosti a zvýšenie kapacity.

Hierarchická štruktúra pamäte umožňuje nákladovo efektívne kombinovať skladovanie veľkých množstiev informácií s rýchlym prístupom k informáciám počas procesu spracovania.

Tabuľka 2.1.

Prevádzková alebo základná pamäť(OP) Pozri zariadenie, ktoré slúži na ukladanie informácií (údaje o programoch, medziprodukčných a konečných výsledkoch spracovania), ktoré sú priamo použité v procese výkonu operácií v aritmetickom a logickom zariadení (ALU) a riadiaceho zariadenia (IU) procesor.

V procese spracovania informácií sa vykonáva úzka interakcia procesora a OP. Z operačného procesu prichádza procesor program a operands príkazy, ktoré sú vykonané na operačnom tíme určenom pre príkaz, az spracovateľa v OPS sa zasielajú na ukladanie priebežných a konečných výsledkov spracovania.

Charakteristiky OP priamo ovplyvňujú hlavné ukazovatele počítača a predovšetkým na rýchlosť jeho práce. V súčasnosti má RAM kontajner z niekoľkých MB na niekoľko GB a cirkuláciu približne 60 NS a menej. Skladovacie zariadenia OP sú vyrobené na integrálnych čipoch s vysokým stupňom integrácie (polovodičová pamäť).

Nedávno sa počet firiem uviedli začiatok sériového uvoľňovania čipov dynamickej pamäte s kapacitou 1 GB. Upozornený vodca je Samsung. Najmohodnejší produkt dnes môže byť považovaný za 64 MB čipov. V nasledujúcom roku sa plánuje byť široko používaný 128 MB a 256MB čipy.

V niektorých prípadoch je výkon OP nedostatočná a stroj musí obsahovať SOP (vyrovnávacia pamäť alebo pamäť cache niekoľko stoviek alebo tisíc kilobajtov s cirkulačným cyklom, ktorý predstavuje niekoľko nanoseconds. Takéto SOP sa vykonávajú na statických pamäťových žetónoch. Rýchlosť cache Zhoda s rýchlosťou aritmetických -logických a riadiacich zariadení procesora. Superoperatívna (vyrovnávacia pamäť) pamäť sa používa na stredné skladovanie čítané spracovateľom z OPS programových a dátových skupín, ako pracovné bunky programu, index registrov, pre Uloženie informácií o servisných službách používaných pri riadení procesu výpočtovej techniky. Spĺňa úlohu zodpovedajúceho prepojenia medzi rýchlo pôsobiacimi logickými zariadeniami procesora a pomalším op.

Ako OP a SOP využívajú vysokorýchlostnú pamäť s ľubovoľným manipuláciou a priamym prístupom.

Typicky, kapacita OP nie je dostatočná na uloženie všetkých potrebných údajov v počítači. Preto počítač obsahuje niekoľko stupňov s priamym prístupom na diskoch (kapacita jednej pamäte na diskoch HDD 1 až 30 GB) a niekoľko pamäte so sekvenčným prístupom na magnetických pásoch (kapacita jednej pamäte 4 - 35 GB).

RAM spolu s SOP a niektoré ďalšie špecializované poznámky formulára procesora vnútorná pamäť EUM (Obr. 4.1). Elektromechanický formulár Zoom externá pamäť Eum, a oni sami sú tzv. externé pamäťové zariadenia (Mávanie).

Úložné zariadenie akéhokoľvek typu sa skladá z úložného priestoru, ktorý ukladá informácie a bloky, ktoré slúžia na vyhľadávanie v poli, záznam a čítanie (av niektorých prípadoch na regeneráciu) informácií.

Pri nahrávaní (alebo čítaní) Slovo v SM iniciovaní tejto operácie musí príkaz určiť adresu (číslo bunky), ktoré je zaznamenané (čítanie).

Na adrese RGA BAV. Generuje v príslušnej pamäťovej bunke signály, ktoré vám umožňujú čítať alebo nahrávať slovo v bunke.

Riadiaci blok Budo Generuje potrebné sekvencie riadiacich signálov, ktoré spustia prevádzku jednotlivých pamäťových uzlov.

Obr. 2.2. Štruktúra asociatívnej pamäte

Vo vstupnej informačnej pneumatike Shivh V registri združenia Rgap V kategóriách 0..N-1 je prijatá n-bitová asociálna žiadosť a v registrácii masky RGM. - Kód masky vyhľadávania s N-výtokom RGM. Inštalované v 0 Associatívne vyhľadávanie sa vykonáva len pre kombináciu vypúšťania. Rgapktoré zodpovedajú 1 v RGM. (Unmaskované výboje Rgap). Pre slová, v ktorých sa čísla v kategóriách zhodovali s nedokončenými vypúšťaniami RgapKombinovaná schéma Ks. Súpravy v 1 Zodpovedajúce absolutórium komplikácie Rgsv a 0 vo zvyšku vypúšťania. Tak, hodnota j.- vypúšťanie B. Rgsv Určené výrazom

RSSV (J)=

kde Rgap[i.], RGM.[i.] I. Zm[j, I.] - hodnoty i.Zbor RGAP, RGMa j.A bunky Zm.

Kombinovaný diagram tvorby výsledku asociatívneho obehu Fs. formy zo slova vytvoreného v Rgsv, A 0, A 1, 2 signály zodpovedajúce neprítomnosti slov v Zmuspokojovať asociatívnu vlastnosť a prítomnosť jedného (alebo viacerých) takéhoto slova.

Tvorba obsahu Rgsv a signalizuje A 0, A 1, A 2 podľa obsahu RGAP, RGM a Zm zavolaný prevádzka riadenia združenia. Táto operácia je neoddeliteľnou súčasťou operácií čítania a nahrávania, hoci má nezávislú hodnotu.

Pri prvom čítaní je asociácia kontrolovaná pridruženým prihlasovaním Rgap. Potom, pri 0 \u003d 1, čítanie sa zruší z dôvodu nedostatku požadovaných informácií, pri 1 \u003d 1 sa číta Rgi Slovo nájdené, na 2 \u003d 1 v Rgi Slovo sa číta z bunky, ktorá má najmenšie číslo medzi bunkami označené 1 y Rgsv. Z Rgi Slovo čítanie je vydané Šialený.

Pri nahrávaní sa najprv vyhľadáva bezplatná bunka. Pre tento účel sa vykonáva operácia monitorovania združenia Rgap \u003d 111 ... 10 a RGM.\u003d 00 ... 01, zatiaľ čo voľné bunky sú označené 1 v Rgsv. Na nahrávanie je zvolená voľná bunka s najmenším číslom. Zaznamenáva slovo prijaté Shivh v Rgi.

Používanie operácie riadenia združenia je možné, bez čítania slov z pamäte, určiť podľa obsahu RgsvRovnako ako v pamäti slov, ktoré spĺňajú asociatívne znamenie, napríklad na implementáciu typových požiadaviek, koľko študentov v skupine má vynikajúce hodnotenie tejto disciplíny. Pri použití príslušných kombinovaných obvodov v asociatívnej pamäti je možné vykonať dostatočne komplexné logické operácie, ako je vyhľadávanie väčšieho (menšieho) číslo, vyhľadávanie slov uzatvorených v určitých hraniciach, hľadať maximálne (minimálne) číslo a iné asociatívne Pamäť, napríklad, v zariadení Dynamic Distribúcia OP.

Všimnite si, že pridružená pamäť vyžaduje úložné prvky, ktoré umožňujú čítanie bez zničenia informácií zaznamenaných v nich. Je to spôsobené skutočnosťou, že s asociatívnym vyhľadávaním sa čítanie robí v celom Zm Pre všetky odkazené vypúšťacie výboje a nikde udržiavať informácie dočasne zničené.

Stále pamäť, rovnako ako asociatívne, je nezmysel. Pamäť zásobníka môže byť považovaná za sadu buniek, ktoré tvoria jednorozmerné pole, v ktorom sú priľahlé bunky spojené s každým ostatným výtlačným reťazcom prevodovky slova. Nový záznam slova je vyrobený v hornej bunke (Cell 0), zatiaľ čo všetky predtým zaznamenané slová (vrátane slova v bunke 0) sú posunuté do susedných buniek s veľkými 1 číslami. Čítanie je možné len z hornej (nula) pamäťovej bunky, pri čítaní s odstránením, všetky ostatné slová v pamäti sú posunuté do susedných buniek s veľkými číslami. V tejto pamäti, poradie čítania slov zodpovedá pravidlámu: Ten prišiel - prvý sa podáva. V mnohých typoch typu typu je operácia zabezpečená aj pre prevádzku jednoduchého čítania slova z nulovej bunky (bez odstránenia a presúvania slova v pamäti). Niekedy sa pamäť zásobníka dodáva s pultom zásobníka. ŠkolaZobrazenie počtu slov zaznamenaných v pamäti. Signál Škola \u003d 0 zodpovedá prázdnemu stohu, Škola= N. - 1 - vyplnený zásobník.

Zvyčajne sa skladá pamäť je organizovaná pomocou adresy pamäte. V tomto prípade je počítadlo zásobníka zvyčajne neprítomné, pretože počet slov v pamäti môže byť odhalené znakom zásobníka. Široké používanie pamäte zásobníka nájde pri spracovaní vnorených dátových štruktúr, pri vykonávaní nezmyselných príkazov a prerušuje.

Architektonická organizácia počítačového procesora

Procesor má centrálnu polohu v počítačovej architektúre, ktorá vykonáva interakciu všetkých hlavných zložiek, ktoré sú súčasťou počítača priamo vykonáva spracovanie informácií a riadenie programu tohto procesu dešifrovať a vykoná programové príkazy, organizuje prístup k RAM ( OP), v správnych prípadoch iniciuje operácie I / O a prevádzku periférnych zariadení vníma a procesy požiadavky z počítačových zariadení a z vonkajšieho prostredia (organizácia prerušenia systému). Vykonávanie každého príkazu sa skladá z vykonávania menších operácií - mikrokomanch, ktorý vykonáva určité základné akcie. Set mikrokomandy je určený príkazovým systémom a logickou štruktúrou špecifického počítača. Každý príkaz počítača je teda implementovaný zodpovedajúcim firmvérom uloženým v konštantnom úložnom zariadení (ROM). V niektorom počítači (prvá zo všetkého, špecializované), všetky alebo časti príkazov sú implementované hardvér, čo vám umožní zvýšiť ich výkon tým, že stráca určitú časť flexibility systému príkazového systému. Jeden aj druhý spôsob, ako implementovať príkazy počítača, majú svoje výhody a nevýhody.

Jazyk mikroprogramu je určený na opis digitálnych zariadení pôsobiacich na úrovni registra. Má jednoduchý a vizuálny prostriedok na opis strojných slov, registre, pneumatík a iných základných prvkov počítača. Berúc do úvahy, hierarchia jazykových popisov procesu výpočtového zariadenia na počítači môže byť vo všeobecnosti reprezentovaná na štyroch úrovniach: (1) booleanová prevádzka (fungovanie kombinácie LS) \u003d\u003e (2) mikrokomandio (fungovanie Počítačové uzly) \u003d\u003e (3) Príkaz (funkcia počítača) \u003d\u003e (4) Prevádzkovateľ Java (opis algoritmu úlohy je vyriešený). Ak chcete určiť časové vzťahy medzi mikrokomanmi, je stanovená jednotka času (TACT), počas ktorej sa vykonáva najdlhší mikrotografia. Vykonanie jedného príkazu počítača so synchronizačnými impulzmi generovanými špeciálnym procesorovým zariadením je preto generátor hodín, frekvencia hodín (meraná v MHz) z veľkej časti určuje rýchlosť počítača. Prirodzene, pre iné triedy CDM, tento indikátor je inak spojený s výkonom určeným takýmito ďalšími faktormi ako.

Prístupová šírka v pamäti,

Čas odberu vzoriek

Vypúšťanie

Architektúra procesora a jeho kopracesors,

Zväčšený okruh centrálneho procesora (CPU) niektorého formálneho počítača je prezentovaný na obrázku, ktorý zobrazuje iba hlavné bloky riadiacich registrov (ur), riadiaceho zariadenia (UU), ROM, aritmetické a logické zariadenie (ALU), registrácia Pamäťová (RP), pamäť cache a blok rozhrania (IB). Spolu s uvedeným CPU obsahuje niekoľko ďalších blokov (prerušenia, ochrana op, kontroly a diagnostiky atď.), Štruktúra a účel, z ktorých sa tu neberie do úvahy. UU Block vytvára sekvenciu riadiacich signálov, ktoré iniciujú vhodnú sekvenciu mikrocomandu (umiestneného v ROM), ktorá implementuje aktuálny príkaz. Spolu s týmto, UU koordinuje fungovanie všetkých zariadení počítača odoslaním riadiacim signálom.<-> OP, skladovanie a spracovanie informácií, užívateľského rozhrania, testovania a diagnostiky atď. Preto je vhodné zvážiť ako samostatnú jednotku CPU; V praxi sa však väčšina riadiacich obvodov distribuuje v celom počítači. Sú spojené s veľkým počtom riadiacich línií vysielajúcich signály na synchronizáciu operácií vo všetkých počítačových zariadeniach a prijímanie signálov o ich stave. UR blok je navrhnutý tak, aby dočasne skladoval riadiace informácie a obsahuje registre a počítadlá zapojené do UU pri riadení počítača procesu CPU Stavový register, programy (SSP), merač príkazu (SC) je register uložený v OP adresu spustiteľného Príkaz (počas obdobia vykonávania Aktuálny príkaz je aktualizovaný na adresu nasledujúceho príkazu), príkazový register (RK) obsahuje spustiteľný príkaz (jeho výstupy sú spojené s riadiacimi obvodmi, ktoré vytvárajú časovo distribuované signály potrebné na vykonanie príkazov distribuovaných

RP jednotka obsahuje registre superoperačnej pamäte (vyššia rýchlosť ako op), čo umožňuje zvýšiť rýchlosť a logické schopnosti CPU. Tieto registre sa používajú v príkazoch skráteným registráciou (uveďte iba čísla registra) a slúžia na ukladanie operandov, operácií operácií, ako základné a indexové registre, stohovacie značky atď. V niektorých CPU sú základné a indexové registre súčasťou UT Blokujte pravidlo, RP sa vykonáva vo forme vysokorýchlostných polovodičových integrovaných skladovacích zariadení

Blok ALU sa používa na vykonávanie aritmetických a logických operácií na údajoch prichádzajúcich z OP a uložené v RP, a je spustený UU. ALU vykonáva aritmetické operácie na binárnych číslach s pevnými a plávajúcimi bodkami, cez desatinné čísla, spracovanie symbolických informácií nad slovami pevnej a premennej dĺžky. Logické operácie sa vyrábajú nad jednotlivými bitmi, bitmi, bajtami a ich sekvenciami. Typ prevádzky ALU je určený aktuálnym príkazom programu, ktorý je v súčasnosti funguje v súčasnosti, presnejšie, ALU sa používa na vykonanie akúkoľvek operáciu, ktorú položila UU. Vo všeobecnosti sa informácie spracované informácie pozostávajú zo slov obsahujúcich fixný počet n bitov (napríklad n \u003d 8. 16. 32, 64, 128 bitov). V tomto prípade ALLU musí byť schopná vykonávať operácie na n-bitových slovách operandov pochádzajúcich z OP na registre ALU a WU označuje operáciu, ktorá je potrebné na nich potrebnú, výsledkom každej aritmetickej a logickej operácie je udržiavaný v špeciálnom odhlasovacom registri, ktorý je hlavným registrom aritmetických a logických operácií.

Adder je pripojený k systémom ventilov na vykonanie potrebných operácií nad jeho obsahom a obsahom iných registrov. Niektoré počítače majú niekoľko príchodníkov, s množstvom, viac ako 4, sú pridelené špeciálnu skupinu univerzálnych registrov (RON). Konštrukčne sa ALU vykonáva na jednom alebo niekoľkých bis / sbis, zatiaľ čo CPU môže mať jednu univerzálnu destináciu alebo niekoľko špecializovaných operácií pre určité druhy prevádzky. V druhom prípade sa štrukturálna zložitosť CPU zvyšuje, ale jeho rýchlosť sa zvyšuje v dôsledku špecializácie a zjednodušenia schém na výpočet jednotlivých operácií. Takýto prístup je široko používaný v modernom počítači so všeobecným účelom a super-počítači na zvýšenie ich produktivity napriek rôznym triedam CDM, ich Allu používa všeobecné princípy vykonávania aritmetických a logických operácií. Rozdiely sa týkajú obvodových riešení organizácie ALLU a princípmi vykonávania prevádzky, ktoré zabezpečujú zrýchlenie ich vykonávania.

Blok rozhrania (IB) poskytuje výmenu informácií o CPU z OP a ochranu oddielov z neautorizovaného pre aktuálny prístupový program, ako aj pripojenie CPU s periférnymi zariadeniami a inými externými zariadeniami (WU), as inými procesormi a počítače môžu byť. Najmä IB obsahuje dva registre, ktoré poskytujú komunikáciu s registračným registrom OP (RAP) a registra pamäte (RDP). Prvý register sa používa na uloženie adresy OP bunky, ktorá umožňuje výmenu údajov a druhá obsahuje skutočné výmeny údajov. Kontrolná a diagnostická jednotka (BKD) je navrhnutá tak, aby detekuje poruchy a zlyhania uzlov CPU, obnovenie aktuálneho programu po zlyhaní a miesta poruchy pri zamietnutí.

Berúc do úvahy uvedené vyššie, predstavte si všeobecnú implementačnú schému procesora. Vykonávanie programu nachádzajúceho sa v OP začína tým, že adresa prvého príkazu je odoslaná na SC, obsah Spojeného kráľovstva je odoslaný na RAP a signál ovládacieho prvku čítania je odoslaný na OP. Po určitom čase (zodpovedajúce prístupu k OP) adresovateľnému slovu (v tomto prípade prvé programové príkaz) extrahuje z OP a nanesené do RDP, potom sa obsah RDP posiela na SC. V tomto štádiu je tím pripravený na dekódovanie svojho UU a vykonania. Ak príkaz obsahuje operáciu, ktorú má vykonať ALU, je potrebné získať požadované operandy. Ak je operand v OP (a môže byť tiež v ur), musí byť vybraný z pamäte. Ak to chcete urobiť, RAP je odoslaný na adresu operandu a cyklus čítania operandu vybraný z pamäte v začiatku RDP, môže byť prenesený na Allu. Výberom jednej alebo viacerých operandov môže ALLU vykonať požadovanú operáciu uložením výsledku v jednom z Ron. V prípade, že výsledok operácie musí byť zapamätaný v OP, musí sa odoslať na adresu RDP bunky, v ktorej je potrebné umiestniť výsledok, je odoslaný na rap a začne sa záznamový cyklus. Medzitým obsah zvýšenia SC, ktorý označuje nasledujúci príkaz, ktorý sa má vykonať. Akonáhle je aktuálny príkaz dokončený, vzorka môže okamžite začať vykonávať nasledujúci program.

Okrem prenosu údajov medzi OP a CPU je potrebné zabezpečiť výmenu údajov s WU, ktoré robia príkazy stroja, ktoré ovládajú vstup / výstup. Prirodzená konanie o vykonávaní programov môže porušiť, keď je prijatý signál prerušenia. Prerušenie je požiadavkou na službu, ktorú vykonáva CPU, ktorý vykonáva príslušný program prerušenia (POP). Keďže prerušenie a jeho spracovanie môže zmeniť vnútorný stav CPU, je uložený v OP pred začatím práce POP. Zachovanie štátu sa dosahuje prepravou obsahu Kazachstanu republiky, ur a niektorých kontrolných informácií v OP. Po dokončení pop je obnovený stav CPU, ktorý vám umožní pokračovať v ukončení prerušeného programu.