- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Тема №3 Операционные устройства. Занятие №1 Структуры операционных устройств презентация
Содержание
- 1. Тема №3 Операционные устройства. Занятие №1 Структуры операционных устройств
- 2. Дисциплина «Структура компьютерных средств» Тема
- 3. Учебные вопросы: Операционные устройства с жесткой структурой.
- 4. Учебный вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой
- 5. Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
- 6. Набор элементов, на основе которых строятся различные
- 7. Операционные устройства с жесткой структурой В ОПУ
- 8. Рис. 3.2. Операционное устройство с жесткой структурой Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
- 9. Затраты времени на выполнение операций типа «сложение»
- 10. Достоинством ОПУ с жесткой структурой является высокое
- 11. Контрольные вопросы: 1. Охарактеризуйте состав операционных устройств, входящих
- 12. Учебный вопрос №2. «Операционные устройства с
- 13. Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой» Рис. 3.3. Магистральное операционное устройство
- 14. Основным достоинством магистральных ОПУ является высокая универсальность
- 15. Магистральные ОПУ классифицируют по виду и количеству
- 16. По функциональному назначению выделяют: магистрали внешних связей,
- 17. Рис. 3.4. Трехмагистральное ОПУ: а - структура;
- 18. Рис. 3.5. Двух магистральное ОПУ: а -
- 19. Операция сложения будет выполняться за два такта:
- 20. Рис. 3.6. Одномагистральное ОПУ: а - структура;
- 21. В одномагистральном ОПУ (1М), вместе с тем,
- 22. Организация узла РОН магистрального операционного устройства Количество
- 23. Организация операционного блока магистрального операционного устройства Тип
- 24. Рис. 3.7. Последовательный операционный блок Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
- 25. Рис. 3.8. Параллельный операционный блок Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
- 26. Рис. 3.9. Обобщенная схема операционного блока Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
- 27. Контрольные вопросы: 1. Чем обусловлено название операционных устройств
Дисциплина «Структура компьютерных средств» Тема №3 «Операционные устройства» Занятие №1 «Структуры операционных устройств»
Слайд 2Дисциплина
«Структура компьютерных средств»
Тема №3
«Операционные устройства»
Занятие №1
«Структуры операционных устройств»
Слайд 3Учебные вопросы:
Операционные устройства с жесткой структурой.
Операционные устройства с магистральной структурой.
Цели
занятия:
Изучить структуры операционных устройств;
Обучить понимать особенности типов операционных устройств.
Изучить структуры операционных устройств;
Обучить понимать особенности типов операционных устройств.
Слайд 4Учебный вопрос №1.
«Операционные устройства с жесткой структурой»
Виды комплексов операционных устройств (ОПУ):
ОПУ
для арифметической обработки чисел в форме с фиксированной запятой;
ОПУ для арифметической обработки чисел в форме с плавающей запятой;
ОПУ для логической обработки данных;
ОПУ десятичной арифметики.
ОПУ для арифметической обработки чисел в форме с плавающей запятой;
ОПУ для логической обработки данных;
ОПУ десятичной арифметики.
Слайд 5Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
Рис. 3.1. Динамика изменения соотношения
между аппаратной и программной реализациями функций АЛУ
Слайд 6Набор элементов, на основе которых строятся различные ОПУ, называется структурным базисом.
Структурный базис ОПУ включает в себя:
регистры, обеспечивающие кратковремен-ное хранение слов данных;
управляемые шины, предназначенные для передачи слов данных;
комбинационные схемы, реализующие вычисление логических условий и выполнение микроопераций по сигналам от устройства управления.
регистры, обеспечивающие кратковремен-ное хранение слов данных;
управляемые шины, предназначенные для передачи слов данных;
комбинационные схемы, реализующие вычисление логических условий и выполнение микроопераций по сигналам от устройства управления.
Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
Слайд 7Операционные устройства с жесткой структурой
В ОПУ с жесткой структурой комбинационные схемы
жестко распределены между всеми регистрами. Каждому регистру придается свой набор комбинационных схем, позволяющих реализовать определенные микрооперации.
Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
Слайд 8Рис. 3.2. Операционное устройство с жесткой структурой
Вопрос №1. «Операционные устройства с
жесткой структурой»
Слайд 9Затраты времени на выполнение операций типа «сложение» в ОПУ с жесткой
структурой равны:
TЖ = tВ + tС + tП,
где tВ - длительность микрооперации выдачи операндов из регистров; tС - продолжительность микрооперации «сложение»; tП - длительность микрооперации приема результата в регистр.
TЖ = tВ + tС + tП,
где tВ - длительность микрооперации выдачи операндов из регистров; tС - продолжительность микрооперации «сложение»; tП - длительность микрооперации приема результата в регистр.
Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
Слайд 10Достоинством ОПУ с жесткой структурой является высокое быстродействие, недостатком - малая
регулярность структуры, что затрудняет реализацию таких ОПУ в виде больших интегральных схем.
Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
Слайд 11Контрольные вопросы:
1. Охарактеризуйте состав операционных устройств, входящих в АЛУ.
2. Из каких соображений
и каким образом он может изменяться?
3. Поясните понятие «операционные устройства с жесткой структурой».
4. В чем заключается жесткость их структуры?
5. Каковы их достоинства и недостатки?
3. Поясните понятие «операционные устройства с жесткой структурой».
4. В чем заключается жесткость их структуры?
5. Каковы их достоинства и недостатки?
Вопрос №1. «Операционные устройства с жесткой структурой»
Слайд 12Учебный вопрос №2.
«Операционные устройства с магистральной структурой»
B ОПУ с магистральной
структурой все внутренние регистры объединены в отдельный узел регистров общего назначения (РОН), а все комбинационные схемы - в операционный блок (ОПБ). Операционный блок и узел регистров сообщаются между собой с помощью магистралей - отсюда и название «магистральное ОПУ».
Слайд 13Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Рис. 3.3. Магистральное операционное устройство
Слайд 14Основным достоинством магистральных ОПУ является высокая универсальность и регулярность структуры, что
облегчает их реализацию на кристаллах ИС. Магистральная структура ОПУ в современных ВМ является превалирующей.
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 15Магистральные ОПУ классифицируют по виду и количеству магистралей, организации узла регистров
общего назначения, типу операционного блока.
Магистрали могут быть однонаправленными и двунаправлен-ными, соответственно обеспечивающими передачу данных в одном или двух различных направлениях.
Магистрали могут быть однонаправленными и двунаправлен-ными, соответственно обеспечивающими передачу данных в одном или двух различных направлениях.
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 16По функциональному назначению выделяют:
магистрали внешних связей, соединяющих ОПУ с памятью и
каналами ввода/вывода ВМ;
внутренние магистрали ОПУ, отвечающие за связь между узлом РОН и операционным блоком.
внутренние магистрали ОПУ, отвечающие за связь между узлом РОН и операционным блоком.
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 17Рис. 3.4. Трехмагистральное ОПУ: а - структура;
б - микропрограмма сложения
Вопрос
№2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 18Рис. 3.5. Двух магистральное ОПУ: а - структура;
б - микропрограмма сложения
Вопрос
№2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 19Операция сложения будет выполняться за два такта:
• Такт 1: загрузка буферного регистра
(БР) одним из операндов.
• Такт 2: выполнение микрооперации в ОПБ над содержимым БР и одного из РОН; запись результата в РОН.
• Такт 2: выполнение микрооперации в ОПБ над содержимым БР и одного из РОН; запись результата в РОН.
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 20Рис. 3.6. Одномагистральное ОПУ: а - структура;
б - микропрограмма сложения
Вопрос №2.
«Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 21В одномагистральном ОПУ (1М), вместе с тем, возникает необходимость введения не
менее двух буферных регистров БР1, БР2, и длительность операции возрастает до трех тактов (рис. 3.6, б):
• Такт 1: загрузка БР1 одним из операндов.
• Такт 2: загрузка БР2 вторым операндом.
• Такт 3: выполнение микрооперации в ОПБ над содержимым БР1 и БР2; запись результата в один из РОН.
• Такт 1: загрузка БР1 одним из операндов.
• Такт 2: загрузка БР2 вторым операндом.
• Такт 3: выполнение микрооперации в ОПБ над содержимым БР1 и БР2; запись результата в один из РОН.
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 22Организация узла РОН магистрального операционного устройства
Количество регистров в узле РОН магистрального
ОПУ обычно превышает тот минимум, который необходим для реализации универсальной системы операций. Избыток регистров используется:
для хранения составных частей адреса (индекса, базы);
в качестве буферной, сверхоперативной памяти для повышения производительности ВМ за счет уменьшения требуемых пересылок между основной памятью и ОПУ.
для хранения составных частей адреса (индекса, базы);
в качестве буферной, сверхоперативной памяти для повышения производительности ВМ за счет уменьшения требуемых пересылок между основной памятью и ОПУ.
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 23Организация операционного блока магистрального операционного устройства
Тип операционного блока (ОПБ) определяется способом
обработки данных. Различают ОПБ последовательного и параллельного типа.
В последовательном операционном блоке операции выполняются побитово, разряд за разрядом.
При параллельной организации операционного блока всё разряды операндов обрабатываются одновременно.
В последовательном операционном блоке операции выполняются побитово, разряд за разрядом.
При параллельной организации операционного блока всё разряды операндов обрабатываются одновременно.
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 24Рис. 3.7. Последовательный операционный блок
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 25Рис. 3.8. Параллельный операционный блок
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
Слайд 26Рис. 3.9. Обобщенная схема операционного блока
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной
структурой»
Слайд 27Контрольные вопросы:
1. Чем обусловлено название операционных устройств с магистральной структурой?
2. Сравните магистральные
структуры с жесткими структурами, выделяя достоинства, недостатки и область применения.
3. Дайте развернутую характеристику классификации операционных устройств с магистральной структурой.
4. Поясните достоинства и недостатки «минимального» и «максимального» вариантов.
5. Поясните функциональный состав параллельного операционного блока магистрального ОПУ
6. Каким образом можно минимизировать количество внешних связей этого блока?
3. Дайте развернутую характеристику классификации операционных устройств с магистральной структурой.
4. Поясните достоинства и недостатки «минимального» и «максимального» вариантов.
5. Поясните функциональный состав параллельного операционного блока магистрального ОПУ
6. Каким образом можно минимизировать количество внешних связей этого блока?
Вопрос №2. «Операционные устройства с магистральной структурой»
