Тригери • Тригер - пристрій, що має два стійких стани та здатний переключатись між ними під дією зовнішніх сигналів. • Тригер - простіший цифровий автомат з пам’яттю, здатний зберігати 1 біт даних.
Тригери • Перехід тригера з одного стану в інший відбувається лавиноподібно за дуже короткий проміжок часу. • Тригер має два виходи: прямий та інверсний. Стан тригера визначають за значенням сигналу на прямому виході Q. Значення сигналів на прямому та інверсному виходах завжди протилежні.
Тригери Симетричний RS-тригер з резистивним зв’язком між каскадами Умовне позначення Логічна схема
Робота RS-тригера R Qn+1 0 0 Qn 1 0 0 0 1 1 1 Зберігання даних S 1 X Запис одиниці
Тригери поділяють на: • синхронні, асинхронні, зі складною логікою; • одноступінчасті та двоступінчасті; • з прямими та інверсними входами; • зі статичним та динамічним управлінням. Найбільш часто використовується класифікація за типом використовуваних інформаційних входів: • RS-тригер; • JK-тригер (універсальний); • D-тригер; • Т-тригер (рахувальний).
Приклади тригерів
Приклади тригерів
Регістри Регістр - послідовний або паралельний логічний пристрій, що використовується для зберігання n-розрядних двійкових чисел та виконання перетворень над ними. Записати Скинути Читати
Принципи фон Неймана ØВикористання двійкової системи числення ØОднорідінсть пам'яті - команди зберігаються в оперативній пам'яті разом з даними ØАдресність пам'яті - кожна комірка пам'яті має унікальну адресу (номер), що однозначно її ідентифікує. Доступ до даних здійснюється за цією адресою ØПослідовне програмне управління - всі програми складаються з набору команд, що виконуються послідовно, починаючи з першої
Машина фон Неймана Введеннявиведення Пристрій управління Лічильник команд Регістр команд Арифметикологічний пристрій Пам’ять Команда 1 Команда 2 Команда 3 …
Комп’ютер з фіксованим набором пристроїв Пристрої введеннявиведення Архітектура закритого типу Канали введеннявиведення Пристрій управління АЛП та регістри введеннявиведення Буферні регістри Оперативна пам’ять
Комп’ютер з відкритою архітектурою Центральний процесор Запам’ятовуючий пристрій Пристрій відображення Клавіатура Контролер Архітектура відкритого типу Інші пристрої Загальна шина
Комп’ютер з відкритою архітектурою Центральний процесор Запам’ятовуючий пристрій Пристрій відображення Клавіатура Контролер шини Локальна шина Контролер Пристрій Контролер Інші пристрої Загальна шина Архітектура із загальною та локальною шинами
Загальна (системна) шина • шина управління – забезпечує функціонування загальної шини шляхом передачі сигналів, що визначають характер обміну даними по загальній шині, синхронізує обмін даними; • шина адрес – передача номерів комірок пам’яті або номерів портів. При ширині шини адреси в N – кількість доступної пам’яті 2 N ; • шина даних – призначена для передачі команд і даних.
Структура персонального комп’ютера Центральний процесор Локальна шина Відеоконтролер Контролер Інші пристрої Центральний контролер Локальна шина Загальна шина Функціональний контролер Виходи контролерів стандартних зовнішніх пристроїв Запам’ятовуючий пристрій
Багатопроцесорна система Локальний запам’ятовуючий пристрій … Локальний запам’ятовуючий пристрій Процесор Загальний запам’ятовуючий пристрій Загальна шина Периферійний процесор Контролер Зовнішні пристрої … Контролер Зовнішні пристрої
Процесор - пристрій, що виконує обчислювальні та/або логічні операції над даними, управляє роботою інших пристроїв. Види процесорів: • • • Центральний Буферний Співпроцесор Контролер Графічний • • • Мережевий Інтерфейсний Символьний Баз даних Введення-виведення
Типи архітектури сучасних процесорів • Complex Instruction Set Computer (CISC) – повна система команд змінної довжини; • Reduced Instruction Set Computer (RISC) – скорочений набір команд фіксованої довжини; • Minimal Instruction Set Computer (MISC) – мінімальний набір команд комп’ютера; • Very Long Instruction Word (VLIW) – використовує паралелізм обчислень.
В сучасних процесорах використовується: • архітектура фон Неймана – циклічний процес послідовної обробки даних; • Гарвардська архітектура – програмний код та дані зберігаються в різній пам’яті; • конвейєрна архітектура – розподіл опрацювання інструкцій програми на послідовність незалежних стадій із збереженням результатів роботи кожної стадії; • суперскалярна архітектура – здатність виконувати декілька інструкцій за один такт шляхом збільшення кількості пристроїв виконання інструкцій; • паралельна архітектура – одночасне виконання обчислювальних процесів.
Типова архітектура процесора Лічильник команд Арифметикологічний пристрій Регістри загального призначення Управління та синхронізація Внутрішня шина … Управління вибіркою чергової мікрокоманди … ПЗП мікрокоманд Дешифратор команд Буфер команд Шина адреси Контролер шини Шина даних Шина управління
Складові процесору • Арифметико-логічний пристрій – виконує арифметичні та логічні операції (включає спеціальні регістри, повнорозрядний суматор та схеми управління). • Регістри загального призначення – використовуються для зберігання команд, результатів обчислень та адрес регістрів пам’яті та портів введення-виведення. • ПЗП мікрокоманд – зберігає всі мікрокоманди процесора.
Складові процесору • Буфер команд – зберігає одну або декілька чергових команд програми; читає наступну команду, доки виконується попередня. • Дешифратор команд – розшифровує код команди та перетворює її в адресу початку мікропрограми. • Управління вибіркою чергової мікропрограми – процесор, що працює за принципами фон Неймана.
Виробництво процесорів для ПК Рік Intel AMD Інші 2008 80, 4 % 19, 3 % 0, 3 % 2009 79, 7 % 20, 1 % 0, 2 % 2010 80, 8% 18, 9% 0, 3% 2011 83, 7% 10, 2% 6, 1%
