Podstawy Informatyki JA-L i Pamięci

Transkrypt

1 Podstawy Informatyki

2 Plan wykładu 1 Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu 2 Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych 3 Symbol Jednostki Arytmetyczno-Logicznej Symbol Pamięci Operacyjnej Operacje na Pamięci Operacyjnej

3 Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Jednostka Arytmetyczno-Logiczna, JAL Składa się z elementarnych operatorów, które można dzielić ze względu 1 na sposób realizacji na szeregowe - operacje są wykonywane na kolejnych bitach słowa równoległe - operacje są wykonywane jednocześnie na wszystkich bitach słowa 2 użyte elementy na kombinacyjne - operacje są wykonywane w jednym takcie (sygnały sterujące są stałe w tym takcie) sekwencyjne - operacje są wykonywane w kilku taktach pod nadzorem układu sterującego (posiadają pamięć, która przechowuje wartości pośrednie) kombinacyjne z wyróżnionym rejestrem - akumulatorem, który przechowuje jeden z argumentów operacji oraz wynik operacji

4 Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Jednostka Arytmetyczno-Logiczna, JAL Składa się z elementarnych operatorów, które można dzielić ze względu 1 na sposób realizacji na szeregowe - operacje są wykonywane na kolejnych bitach słowa równoległe - operacje są wykonywane jednocześnie na wszystkich bitach słowa 2 użyte elementy na kombinacyjne - operacje są wykonywane w jednym takcie (sygnały sterujące są stałe w tym takcie) sekwencyjne - operacje są wykonywane w kilku taktach pod nadzorem układu sterującego (posiadają pamięć, która przechowuje wartości pośrednie) kombinacyjne z wyróżnionym rejestrem - akumulatorem, który przechowuje jeden z argumentów operacji oraz wynik operacji

5 Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Operator elementarny - wersja dwuwejściowa

6 Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Operator elementarny - wersja z akumulatorem

7 Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Proste układy z akumulatorem - przepisywanie z i Ak i Aki new

8 Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Proste układy z akumulatorem - suma logiczna z i Ak i Aki new

9 Półsumator Plan wykładu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu a i b i s i p i

10 Półsumator Plan wykładu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu a i b i s i p i s i = a i b i p i = a i b i

11 Półsumator Plan wykładu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu a i b i s i p i s i = a i b i p i = a i b i

12 Sumator Plan wykładu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu a i b i p i 1 s i p i

13 Sumator n-bitowy Plan wykładu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu

14 Układ dodający Plan wykładu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu

15 Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu

16 Realizacja JAL dla pojedynczego bitu Operator elementarny Proste układy z akumulatorem Realizacja dodawania Realizacja JAL dla pojedynczego bitu

17 Pamięć Plan wykładu Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Pamięć Urządzenie techniczne umożliwiające przyjmowanie i zapisywanie danych tak, aby w dowolnym momencie można je było włączyć do toczącego się procesu obliczeniowego

18 Pamięć Plan wykładu Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Pamięć Urządzenie techniczne umożliwiające przyjmowanie i zapisywanie danych tak, aby w dowolnym momencie można je było włączyć do toczącego się procesu obliczeniowego Na pamięć składają się: punkty pamięci - miejsce przechowywania danej jednobitowej komórki pamięci - uporządkowany zbiór punktów pamięci służący do przechowywania słowa maszynowego

19 Parametry pamięci Plan wykładu Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych 1 Pojemność - rozmiar pamięci podawany w ustalonej jednostce, np. liczba bajtów 2 Czas dostępu - przedział czasu od chwili rozpoczęcia operacji wyszukania i pobrania danej do chwili, gdy jest ona dostępna 3 Szybkość zapisu lub odczytu - prędkość wprowadzania lub wprowadzania danych podawana w ustalonej jednostce, np. x bajt/s 4 Rodzaj odczytu, tj. niszczący lub nieniszczący 5 Rodzaj dostępu, tj. bezpośredni (do komórki pamięci) lub pośredni (do bloku pamięci) 6 Wrażliwość na zanik zasilania, tj. wrażliwe lub niewrażliwe

20 Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Klasyfikacja pamięci - miejsce w konstrukcji komputera Ze względu na miejsce w konstrukcji komputera pamięci dzieli się na: rejestry procesora, pamięć podręczną, czyli cache, pamięć operacyjną - dostępną bezpośrednio dla procesora, pamięć zewnętrzną - dostępną dla procesora jako urządzenie zewnętrzne, np. stacje dysków, taśm itp. pamięć roboczą podzespołów, np. bufory w kartach sieciowych, pamięć obrazu w kartach grafiki itp. Wraz ze wzrostem pojemności maleje czas dostępu!

21 Klasyfikacja pamięci - zapis/odczyt Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Ze względu na możliwość zapisu i odczytu pamięci dzieli się na: ROM - Read Only Memory, tylko do odczytu, gdzie zapis odbywa się w fazie produkcji, PROM - Programmable ROM, jednokrotnego zapisu, EPROM - Erasable PROM, możliwe jest jej skasowanie poprzez naświetlanie ultrafioletem EEPROM - Electrically Erasable PROM, pamięć kasowalna i programowalna elektrycznie, Flash EEPROM, wymagająca kasowania przed zapisem nowych danych.

22 Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Klasyfikacja pamięci - technologia produkcji Ze względu na technologię produkcji pamięci można podzielić na: Magnetyczne Ruchome, np. pamięci dyskowe, taśmowe itp. Nieruchome, np. pamięci ferrytowe, Półprzewodnikowe Statyczne, bity przechowywane są w przerzutnikach SR, Dynamiczne, bity przechowywane są w kondensatorach, Optyczne, do składowania i odtwarzania danych z nośnika optycznego (dyski CD-ROM, DVD-ROM, Blu-ray itp.) wykorzystywany jest laser.

23 Pamięć półprzewodnikowa statyczna Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych

24 Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Pamięć półprzewodnikowa statyczna - zapis

25 Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Pamięć półprzewodnikowa statyczna - odczyt

26 Pamięć półprzewodnikowa dynamiczna Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Informacja przechowywana w postaci ładunku zgromadzonego na kondensatorze W odróżnieniu od pamięci statycznych nie potrzebuje stałego zasilania jedynie wymaga odświeżania Pamięci znacznie wolniejsze od statycznych Dzięki prostej budowie tanie i łatwo poddające się scalaniu Wykorzystywane są m.in. do produkcji pamięci operacyjnych komputerów i pamięci kart graficznych

27 Punkt pamięci półprzewodnikowej Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych

28 Matryca pamięci półprzewodnikowej Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych

29 Matryca pamięci półprzewodnikowej Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Dekoder otrzymuje na wejściu liczbę binarną, dekoduje ją a następnie podaje sygnał na jedną z linii wyjściowych.

30 Matryca pamięci półprzewodnikowej Parametry pamięci Klasyfikacja pamięci Pamięci półprzewodnikowe Organizacja pamięci półprzewodnikowych Układ pamięci o N-bitowym słowie składa się z N matryc ułożonych warstwowo. Dekodery adresu są wspólne dla wszystkich matryc.

31 Symbol Jednostki Arytmetyczno-Logicznej Symbol Pamięci Operacyjnej Operacje na Pamięci Operacyjnej Symbol Jednostki Arytmetyczno-Logicznej

32 Symbol Pamięci Operacyjnej Symbol Jednostki Arytmetyczno-Logicznej Symbol Pamięci Operacyjnej Operacje na Pamięci Operacyjnej

33 Odczyt z Pamięci Operacyjnej Symbol Jednostki Arytmetyczno-Logicznej Symbol Pamięci Operacyjnej Operacje na Pamięci Operacyjnej

34 Zapis do Pamięci Operacyjnej Symbol Jednostki Arytmetyczno-Logicznej Symbol Pamięci Operacyjnej Operacje na Pamięci Operacyjnej