Сложение в шестнадцатеричной системе

Шестнадцатеричная система: F₁₆ + 6₁₆ = 15₁₆ 1 F + =6 15 ^ Ответ: 15 + 6 = 21₁₀ = 10101₂ = 25₈ = 15₁₆ Проверка. Преобразуем полученные суммы к десятичному виду: 10101₂ = 2⁴ + 2² + 2⁰ = 16 + 4 + 1 = 2125₈ = 2*8¹ +5*8⁰ = 16 + 5 = 2115₁₆ = 1*16¹ + 5*16⁰ = 16 + 5 =21

32 Иерархическая структура памяти ЭВМ: уровни иерархии, назначение ЗУ различных типов.

Иерархическая структура памяти ЭВМ: уровни иерархии, назначение ЗУ различных типов.В вычислительных устройствах и системах используется разделение памяти на уровни. Каждый уровень служит для согласования менее быстродействующих средств памяти с более быстродействующими. Устройство памяти связанно с процессором системой быстродействующих шин. Скорость передачи данных определяется соотношением скоростных характеристик памяти наиболее высокого и самого низкого уровня. Многоуровневая структура памяти может строится по линейной, центральной, магистральной и смешанной схеме. Организация памяти однопроцессорных систем Наиболее распространенной для однопроцессорных систем является схема линейной иерархии памяти.

Рис.1. Схема иерархии памяти однопроцессорных системКаждый уровень служит для согласования менее быстродействующих устройств памяти с более быстродействующимиКЭШ первого и второго уровней входит в структуру центрального процессора. Обмен данными между процессором и сверхоперативным запоминающим устройством СОЗУ осуществляется словами. На каждом уровне иерархии необходимо так организовать передачу данных, чтобы общий объем передаваемых в единицу времени данных был равен или превышал запросы процессора. Пусть M - количество обращений в единицу времени к одному файлу L - количество обращений в единицу времени к одной странице N - количество обращений в единицу времени к одному операнду V₁, V₂, V₃, V₄ -- соответственно
скорости передачи данных на разных уровнях иерархии памяти. Значения M, N, L определяются программным обеспечением вычислительной системы и алгоритмом работы программы. Для согласования скоростей передачи данных необходимо выполнить соотношение: V₄ / V₁ N / M,
соответственное согласование должно происходить на каждой ступени иерархии.Аппаратная сложность определяется общим количеством программ и общим количеством страниц которое может обслуживать система. С развитием архитектуры компьютера и ростом сложности выполняемых программ возрастает требуемый объем памяти. Центральная схема иерархии памяти:

Рис.2. Центральная схема иерархии памятиЦентральная схема иерархии памяти используется, если к процессору подключается несколько внешних запоминающих устройств, требующих автономной работы. Магистральная схема иерархии памяти Получила распространение в связи с развитием систем хранения данных, применяется, например для организации RAID системы (матрицы недорогих дисков для хранения информации, организации быстрого доступа, горячей замены неисправного диска)

Рис.3. Магистральная схема иерархии памяти

Смешанная схема иерархии памяти В этой схеме для передачи данных между процессором и запоминающими устройствами используется дополнительный буфер (кэш), через который производится обмен данными. В этом случае данные для обмена с процессором предварительно записываются в буфер и процессор не теряет времени на ожидание, как при обмене с медленными внешними устройствами.

Рис.4. Смешанная схема иерархии памяти

33 Назначение и характеристики КЭШ-памяти.

Назначение и характеристики КЭШ-памяти.

Кэш-память — это высокоскоростная память произвольного доступа, используемая процессором компьютера для временного хранения информации. Она увеличивает производительность, поскольку хранит наиболее часто используемые данные и команды «ближе» к процессору, откуда их можно быстрее получить.

Основное назначение кэш-памяти в компьютере - служить местом временного хранения обрабатываемых в текущий момент времени кодов программ и данных. Другими словами, ее назначение - служить буфером между различными устройствами для хранения и обработки информации. Например, между процессором и ОЗУ, между механической частью винчестера и ОЗУ и т. д. В зависимости от назначения и типа процессора объем кэш-памяти может составлять величину, например 8 и 16 Кбайт, 128 и 256 Кбайт, а в ряде случаев достигает 2-3 Мбайт. Кроме того, кэш-память делится на уровни и, соответственно, для каждого уровня кэш-памяти используются свои, весьма различные по конструкции и быстродействию микросхемы.

Внутренний кэш процессора класса Pentium, он же первичный кэш, или кэш первого уровня (Level I Cache), находится на том же кристалле, что и процессор. Основное назначение – хранение команд и данных, которые в текущий момент обрабатываются в процессоре. Главное отличие от всех остальных видов памяти у внутреннего кэша процессора в том, что доступ к ячейкам памяти происходит на тактовой частоте ядра процессора. Появление такого типа кэша было вызвано тем, что ядро процессора, начиная с 486, работает на частоте, которая превышает частоту внешней синхронизации. В старых процессорах внутреннего кэша не было, а термин «кэш-память» относился к микросхемам внешнего кэша. Кроме того, для кэша первого уровня у современных процессоров используют ассоциативную или наборно-ассоциативную память, в которой выбор данных из памяти происходит не по абсолютным адресам ячеек памяти, а по их содержимому, что значительно ускоряет работу системы процессор - кэш.

Вторичный кэш, или кэш второго уровня (Level 2 Cache) - это или внешний кэш, который устанавливается на системной плате, или кэш-память значительного объема, которая находится на том же кристалле, что и процессор. Возможен вариант как в процессоре Pentium II, где кэш второго уровня находится на отдельном кристалле внутри картриджа процессора.

Кэш третьего уровня (Level 3 Cache) имеют некоторые процессоры, которые предназначены для серверных приложений.

39 Внешние устройства ПК: диалоговые, запоминающие, телекоммуникационные.

Внешние устройства (ВУ) ПК — важнейшая составная часть любого вычислительного комплекса, достаточно сказать, что по стоимости ВУ составляют до 80 — 85 % стоимости всего ПК.

ВУ ПК обеспечивают взаимодействие машины с окружающей средой: пользователями, объектами управления и другими ЭВМ.

К внешним устройствам относятся:
внешние запоминающие устройства (ВЗУ) или внешняя память ПК;
диалоговые средства пользователя;
устройства ввода информации;
устройства вывода информации;
средства связи и телекоммуникации.

Диалоговые средства пользователя включают в свой состав видеомониторы (дисплеи) и устройства речевого ввода-вывода информации.
Видеомонитор (дисплей) — устройство для отображения вводимой и выводимой из ПК информации.
Устройства речевого ввода-вывода относятся к быстро развивающимся средствам мультимедиа.
Устройства речевого ввода — это различные микрофонные акустические системы, “звуковые мыши”, например, со сложным программным обеспечением, позволяющим распознавать произносимые человеком звуки в виде букв, слов и цифр, идентифицировать их, закодировать в цифровой вид и выдать команду ПК.
Устройства речевого вывода — это различные синтезаторы звука, выполняющие преобразование цифровых кодов в буквы и слова, воспроизводимые через громкоговорители (динамики) или звуковые колонки, подсоединенные к компьютеру.
К устройствам ввода информации относятся:
клавиатура — устройство для ручного ввода числовой, текстовой и управляющей информации в ПК;
графические планшеты (дигитайзеры) — для ручного ввода графической информации, изображений путем перемещения по планшету специального указателя (пера); при перемещении пера автоматически выполняется считывание координат его местоположения и ввод этих координат в ПК;
сканеры (читающие автоматы) — для автоматического считывания с бумажных носителей и ввода в ПК машинописных текстов, графиков, рисунков, чертежей;
устройства указания (графические манипуляторы) — для ввода графической информации на экран дисплея путем управления движением курсора по экрану с последующим кодированием координат курсора и вводом их в ПК (джойстик — рычаг, “мышь”, трекбол — шар в оправе, световое перо и др.);
сенсорные экраны — для ввода отдельных элементов изображения, программ или команд с полиэкрана дисплея в ПК.
К устройствам вывода информации относятся:
принтеры — печатающие устройства для регистрации информации на бумажный носитель;
графопостроители (плоттеры) — для вывода графической информации (графиков, чертежей, рисунков) из ПК на бумажный носитель.
Устройства связи и телекоммуникации используются для связи с приборами и другими средствами автоматизации (согласователи интерфейсов, адаптеры, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи и т.п.) и для подключения ПК к каналам связи, к другим ЭВМ и вычислительным сетям (сетевые интерфейсные платы, “стыки”, мультиплексоры передачи данных, модемы).
В частности, сетевой адаптер является внешним интерфейсом ПК и служит для подключения ее к каналу связи для обмена информацией с другими ЭВМ, для работы в составе вычислительной сети. В качестве сетевого адаптера подключения к удаленной ЭВМ через телефонную линию используется модулятор-демодулятор телефонного сигнала (модем).
Многие из названных выше устройств относятся к условно выделенной группе — средствам мультимедиа.
Мультимедиа (multimedia — многосредовостъ) средства — это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию и др.
К средствам мультимедиа относятся:
устройства речевого ввода и вывода информации;
микрофоны и видеокамеры;
акустические и видеовоспроизводящие системы с усилителями, звуковыми колонками, большими видеоэкранами;
звуковые и видеоплаты, платы видеозахвата, снимающие изображение с видеомагнитофона или видеокамеры и вводящие его в ПК;
сканеры (поскольку они позволяют автоматически вводить в компьютер печатные тексты и рисунки);
внешние запоминающие устройства большой емкости на лазерных оптических дисках, часто используемые для записи звуковой и видеоинформации.