Работа устройства управления (УУ) в составе ЦП
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

 

Исчерпывающе =)

УУ - это часть CPU, которая вырабатывает распределенную во времени и пространстве последовательность внутренних и внешних управляющих сигналов, обеспечивающих выборку и выполнение команд.

На этапе цикла выборки команды УУ интерпретирует команду, выбранную из программной памяти. На этапе выполнения команды в соответствии с типом реализуемой операции УУ формирует требуемый набор команд низкого уровня для АЛУ и других устройств. Эти команды задают последовательность простейших низкоуровневых операций, таких как пересылка данных, сдвиг данных, установка и анализ признаков, запоминание результатов и т.д. Такие элементарные низкоуровневые операции называются микрооперациями, а команды, формируемые УУ, называются микрокомандами. Последовательность микрокоманд, соответствующая одной команде называется микропрограммой.

В простейшем случае УУ имеет в своем составе 3 устройства:

1.   Регистр команд, который содержит код команды во время ее выполнения;

2.   Программный счетчик, в котором содержатся адрес очередной подлежащей выполнению команды;

3.   Регистр адреса, в котором вычисляются адреса операндов, находящихся в памяти.

Для связи пользователя с ЭВМ предусмотрен пульт управления, который позволяет выполнять следующие действия:

· Сброс ЭВМ в начальное состояние;

· Просмотр регистров или ячеек памяти;

· Запись адреса в программный счетчик;

· Пошаговое выполнение программы при ее отладке.

Система шин ЭВМ.

 

Аналогичен вопросу номер 12.

16.Алгоритм функционирования ЭВМ с шинной организацией. /!\

 

Читаем одноименную лекцию.

 

Достоинства и недостатки шины VLB.

 

См. вопрос 21.

 

Что такое POST.

 

POST (англ. Power On Self Test) — самотестирование после включения. Проверка аппаратного обеспечения компьютера, выполняемая при включении. Выполняется программой BIOS материнской платы. Тест включает:

 

1. Проверку целостности программы BIOS

2. Обнаружение и инициализацию основных системных шин и устройств (контроллера прерываний, контроллеров шин, графического адаптера…), а также выполнение программ заложенных в устройства и обеспечивающих их самоинициализацию.

3. Определение размера оперативной памяти и тестирования первых 64 килобайт.

 

При каждом включении компьютера автоматически выполняется проверка его основных компонентов: процессора, микросхемы ROM, вспомогательных элементов системной платы, оперативной памяти и основных периферийных устройств. Эти тесты проводятся быстро и не очень тщательно по сравнению с тестами, выполняемыми диагностическими программами.

 

Полный регламент работы POST:

1. Проверка регистров процессора;

2. Проверка контрольной суммы ПЗУ;

3. Проверка системного таймера и порта звуковой сигнализации 8255;

4. Тест контроллера непосредственного доступа к памяти (DMA);

5. Тест регенератора оперативной памяти;

6. Тест нижней области ОЗУ для проецирования резидентных программ в BIOS;

7. Загрузка резидентных программ;

8. Тест стандартного графического адаптера (VGA);

9. Тест оперативной памяти;

10. Тест основных устройств  ввода (НЕ манипуляторов);

11. Тест CMOS

12. Тест основных портов LPT/COM;

13. Тест НГМД (накопителей на гибкие магнитные диски);

14. Тест НЖМД (накопителей на жесткие магнитные диски);

15. Самодиагностика функциональных подсистем BIOS;

16. Передача управления загрузчику BOOTStrap.

В большинстве персональных компьютеров в случае успешного прохождения теста системный динамик издаёт один короткий звуковой сигнал (beep). В случае ошибки — различные последовательности звуковых сигналов, по которым можно определить причины сбоя. Кроме того, генерируется код ошибки, который можно узнать при помощи POST Card — платы, которая вставляется в слот расширения и отображает код на установленном на ней индикаторе. О соотношении конкретного звукового сигнала и кода POST с причиной ошибки можно узнать из документации по BIOS, по материнской плате или из нижеуказанных данных.

 

Представление ошибок POST

Сообщения POST обычно передаются пользователям в трех вариантах:

Звуковой сигнал. Для этого используется звуковой динамик, подключенный к системной плате.

Контрольные коды POST. Шестнадцатеричные контрольные коды, отправляемые по адресу порта ввода-вывода. Для просмотра кодов необходимо установить специальный адаптер в слот ISA или PCI.

Экранные сообщения. Сообщения об ошибках выводятся на экран монитора после инициализации видеоадаптера.

Звуковые коды ошибок, выдаваемые процедурой POST

Если компьютер исправен, то при его включении вы услышите один короткий звуковой сигнал; если же обнаружена неисправность, выдается целая серия коротких или длинных звуковых сигналов, а иногда и их комбинация. Характер звуковых кодов зависит от версии BIOS и компании-разработчика.

Звуковые коды POST Award BIOS

1 длинный, 2 коротких – Ошибка видеоадаптера

1 длинный, 3 коротких – Ошибка видеоадаптера

Непрерывная последовательность сигналов – Ошибка работы памяти

 

Первоначальная загрузка и самотестирование ПК

Процесс стандартной загрузки ПК состоит из следующих этапов:

· Включение питания ПК;

· БП выполняет самотестирование, если все ОК (выходное напряжение в норме), то БП выдает на MB сигнал PowerGood. Между включением ПК и подачей сигнала проходит 0,1-0,5 секунды;

· Микросхема таймера получает сигнал PowerGood и прекращает генерировать подаваемый на ЦП сигнал Reset;

· ЦП начинает выполнять код (команду) из ROM-BIOS FFFF:0000. Размер ROM от данного адреса составляет 16 байт, по данному адресу записана команда перехода на реально выполняемый код ROM-BIOS;

· ROM-BIOS выполняет тестирование системы, чтобы проверить ее работоспособность. Обнаружив ошибку, система подаст звуковой сигнал, так как видеоадаптер все еще не инициализирован.

Практические выводы: если система не выдает звукового сигнала, то искать неисправность надо в БП, MB, ЦП, ОП или микросхеме BIOS.

 

Что такое BIOS.

 

BIOS (англ. Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода, БСВВ) — небольшая программа, находящаяся в ПЗУ и отвечающая за самые базовые функции интерфейса и настройки оборудования, на котором она установлена. Наиболее широко среди пользователей компьютеров известна BIOS материнской платы, но BIOS присутствуют почти у всех компонентов компьютера: у видеоадаптеров, сетевых адаптеров, модемов, дисковых контроллеров, принтеров.

 

Обозначение подобного базового ПО термином «BIOS» присуще для персональных компьютеров на базе процессоров с архитектурой x86. Для компьютеров на базе процессоров других типов для обозначения ПО, выполняющего подобные функции, используются другие термины, например, базовое ПО машин с процессором архитектуры SPARC называется PROM.

BIOS (англ. Basic Input-Output System — базовая система ввода-вывода, БСВВ) — небольшая программа, находящаяся в ПЗУ и отвечающая за самые базовые функции интерфейса и настройки оборудования, на котором она установлена. Наиболее широко среди пользователей компьютеров известна BIOS материнской платы, но BIOS присутствуют почти у всех компонентов компьютера: у видеоадаптеров, сетевых адаптеров, модемов, дисковых контроллеров, принтеров.

BIOS представляет собой интерфейс между аппаратным обеспечением и операционной системой. BIOS в ПК обычно можно найти в следующих компонентах системы:

· ПЗУ системной платы;

· ПЗУ платы адаптера (например, видеоадаптера);

Системная BIOS

Во всех системных платах есть микросхема, в которой записана BIOS. Эта микросхема содержит стартовые программы и драйверы, необходимые для запуска системы и функционирования основного аппаратного обеспечения (клавиатуры, дисковода, жесткого диска, последовательного и параллельных портов и т. д.). Эти программы выполняются при запуске компьютера до загрузки операционной системы. BIOS выполняет четыре основные функции:

· POST — самотестирование при включении питания процессора, памяти, набора микросхем системной логики, видеоадаптера, контроллеров диска, дисковода, клавиатуры и других жизненно важных компонентов системы.

· Программа установки параметров BIOS (Setup BIOS) — конфигурирование параметров системы.

· Загрузчик операционной системы — подпрограмма, выполняющая поиск действующего основного загрузочного сектора на дисковых устройствах. Эта подпрограмма загружает загрузочный сектор операционной системы, который, в свою очередь, загружает файлы ядра операционной системы.

· BIOS — набор драйверов, предназначенных для взаимодействия операционной системы и аппаратного обеспечения при загрузке системы. При запуске DOS или Windows в режиме защиты от сбоев используются драйверы устройств только из BIOS.

BIOS платы адаптера

Например, для отображения информации на экране монитора требуется активизировать видеоадаптер, но его поддержка не встроена в системную BIOS. В таких случаях необходимые драйверы помещаются в микросхему BIOS на плате этого устройства. А системная BIOS при загрузке ищет BIOS видеоадаптера и загружает ее до запуска операционной системы.

В микросхемах BIOS используют различные типы памяти для хранения программного кода:

· PROM (Programmable Read-Only Memory) — это тип памяти, данные в которую могут быть записаны только однократно. Отличие PROM от ROM в том, что PROM изначально производятся «чистыми», в тот время как в ROM данные заносятся в процессе производства. А для записи данных в микросхемы PROM применяют устройства, называемые программаторами.

· EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory — стираемое программируемое ПЗУ) — специальный тип PROM, который может очищаться с использованием ультрафиолетовых лучей и перезаписываться.

· Память типа EEPROM похожа на EPROM, но операции стирания-записи производятся электрическими сигналами.

· В настоящее время большинство современных материнских плат комплектуется микросхемами Flash BIOS, код в которых может перезаписываться при помощи специальной программы.

Современные типы BIOS, поддерживающие технологию Plug-and-Play, называют РnР BIOS, при этом поддержка такой архитектуры обеспечивается только микросхемами Flash ROM. Вообще полная поддержка технологии Plug-and-Play со стороны Windows 9x возможна только в случае применения РnР BIOS.

 

Отличие SIMM и DIMM.

 

Модули SIMM изготавливаются 30 или 72-контактные. Первые из них меньше по размерам. 30-и контактные модули SIMM использовались в компьютерах с процессорами 386 и 486. 72-х контактные модули применялись с процессорами Pentium. В настоящее время данные модули практически не используются в современных компьютерных системах.

Модули типа SIMM представляют собой прямоугольную плату с контактной полосой вдоль одной из сторон, модули фиксируются в разъёме поворотом с помощью защёлок.

Им на смену в 1996 г. пришел новый разъем DIMM со 168 контактами, а сейчас появляется еще разъем RIMM. Если на SIMM реализовывались FPM и EDO RAM, то на DIMM - более современная технология SDRAM. В системную плату модули SIMM необходимо было вставлять только попарно, а DIMM можно выбрать по одному, что связано с разрядностью внешней шины данных процессоров Pentium. Такой способ установки предоставляет больше возможностей для варьирования объема оперативной памяти.

Модуль памяти Registered DIMM

Первоначально материнские платы поддерживали оба разъема, но уже довольно продолжительное время они комплектуются исключительно разъемами DIMM. Это связано с упомянутой возможностью устанавливать их по одному модулю и тем, что SDRAM обладает большим быстродействием по сравнению с FPM и EDORAM.

Если для FPM и EDO памяти указывается время чтения первой ячейки в цепочке (время доступа), то для SDRAM указывается время считывания последующих ячеек. Цепочка - несколько последовательных ячеек. На считывание первой ячейки уходит довольно много времени (60-70 нс) независимо от типа памяти, а вот время чтения последующих сильно зависит от типа.

В качестве оперативной памяти также используются модули RIMM, SO-DIMM и SO-RIMM (англ. SO - small outline). Все они имеют разное количество контактов. Модули SIMM сейчас встречаются только в старых моделях материнских плат, а им на смену пришли 168-контактные DIMM. Модули SO-DIMM и SO-RIMM, имеющие меньшее количество контактов, чем стандартные DIMM и RIMM, широко используются в портативных устройствах.

Модуль памяти SO-DIMM

При установке совпадение форм-факторов модуля и разъема не всегда стопроцентно гарантирует работоспособность модуля. Для сведения к минимуму риска использования неподходящего устройства применяются так называемые ключи. В модулях памяти такими ключами являются один или несколько вырезов (на сленге это называется защитой "от дурака", так как если пользователь не правильно устанавливает модуль оперативной памяти, он попросту не войдёт.) Этим вырезам на разъеме соответствуют специальные выступы. Раньше ещё были т.н. SO-SIMM. Устанавливаются SO-версии в ноутбуках и некоторых принтерах.

Модуль памяти DDR DIMM

В системах с процессором Pentium IV широко используется модификация модуля DIMM - 184-х контактный модуль DDR SDRAM со спецификацией РС2100 или РС2700, которые работают на частоте шины более 266МГц. Модули DDR SDRAM имеют такие же размеры, как и модули DIMM, однако с существующими разъемами DIMM они полностью не совместимы.

Модули типа DIMM наиболее распространены в виде 168-контактных модулей, устанавливаемых в разъём вертикально и фиксируемых защёлками. Наиболее часто встречаются 72- и 144-контактные модули типа SO DIMM. Память типа DDR SDRAM выпускается в виде 184-контактных DIMM-модулей, а для памяти типа DDR2 SDRAM выпускаются 240-контактные модули.

Существующие виды DIMM:

· 72-pin SO-DIMM (не совпадает с 72-pin SIMM), используется для FPM DRAM и EDO DRAM

· 100-pin DIMM, используется для принтеров SDRAM

· 144-pin SO-DIMM, используется для SDR SDRAM

· 168-pin DIMM, используется для SDR SDRAM (реже для FPM/EDO DRAM в рабочих станциях/серверах)

· 172-pin MicroDIMM, используется для DDR SDRAM

· 184-pin DIMM, используется для DDR SDRAM

· 200-pin SO-DIMM, используется для DDR SDRAM и DDR2 SDRAM

· 214-pin MicroDIMM, используется для DDR2 SDRAM

· 240-pin DIMM, используется для DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM и FB-DIMM DRAM

И маленькая заметочка. Использование модулей памяти с покрытием контактов, отличным от покрытия контактов разъема также допускается. Хотя утверждают, что материал, используемый для покрытия модулей и разъемов, должен совпадать. Мотивируется это тем, что при различных материалах возможно появление «гальванической пары», и, как следствие, разрушение контактов модуля.

Дата: 2019-02-02, просмотров: 282.