Рассчитайте количество адресуемых ячеек памяти если разрядность шины адреса 24
Обновлено: 07.07.2024
подскажите пожалуйста решение задачи (желательно подробное), т.к. не могу найти формулы которые помогли бы её решить.
заранее спасибо!!
задача:
!16разрядный компьютер имеет 24разрядную шину адреса и 16разрядную данных. в него установлено максимальное количество оперативной памяти. в начале работы, чтобы проверить исправность всей памяти, происходит тестирование: сначала в каждую ячейку памяти записывается число, состоящее из одних единиц, затем оно считывается и проверяется, что считанное число равно записанному. затем такие действия происходят с числом составленным из одних нулей. сколько времени займёт проверка всей памяти, если запись числа в память и чтение числа из памяти требуют по 2 такта работы, сравнение двух чисел требует одного такта, дополнительные команды, связанные с организацией цикла требуют 14 тактов. тактовая частота составляет 20 МГц
Это характеристики компьютера на процессоре IBM PC AT 286. Никаких астрономических чисел там нет.
24-разрядная шина адреса означает, что всего возможно обращение к 2^24 = 16777216 ячейкам памяти, в каждой ячейке хранится 1 байт, поэтому максимальный объем ОЗУ составляет 16 Мб. Такой объем у нас и установлен.
Теперь разберемся с тестом. Тест состоит из трех частей: запись данных в ячейку (2 такта) , чтение данных (2 такта) , сравнение (1 такт) . Всего 5 тактов, и дополнительные команды требуют еще 14 тактов. Всего 19 тактов. И так 2 раза, потому что сначала пишут единицы, а потом нули. Получается, что требуется 38 тактов на проверку 1 ячейки.
Тактовая частота составляет 20 МГц, значит за 1 с происходит 20 миллионов тактов.
В итоге: мы должны проверить 16777216 ячеек, на каждую тратится 38 тактов, значит для проверки всей памяти нужно 16777216*38 тактов, причем на каждые 20*10^6 тактов требуется 1 с времени.
Очевидно, что это займет Т = 16777216*38/(20*10^6) = 31876710,4 * 10^(-6)
Может быть, я объяснил более понятно, чем Поляков, но неизвестно, у кого цифры более правильные. Все зависит от организации цикла проверки - если в одном цикле происходит 2 проверки, на 1 и на 0, то прав он. Проверка 1 ячейки занимает 5*2 + 14 = 24 такта
А если эти проверки происходят отдельно, то прав я. Проверка 1 ячейки занимает (5 + 14)*2 = 38 тактов.
Не совсем так. Что бы проверить память информация там должна некоторое время полежать, хотя бы несколько секунд.
Поэтому если сразу записать и сразу считать, то мало что проверишь.
Поэтому получается, что нужно вначале записать единицы во все ячейки (это первый цикл 2+14=16 тактов), затем считать и проверить данные из всех ячеек (это второй цикл 2+1+14=17 тактов), затем нужно записать во все ячейки нули (это третий цикл 2+14=16 тактов), затем нужно считать и проверить (это 4-й цикл 2+1+14=17).
Итого получается на полную проверку одной ячейки нужно 16+17+16+17=66 тактов.
Настоящая проверка должна проходить именно так, а не сразу записал и сразу же через мгновение считал, так не проверишь память.
Удачник Высший разум (139787) Ну тогда мы оба промахнулись.
Да, и про 16-разрядную шину я забыл. Возможно, что данные действительно записываются по 2 байта сразу. Тогда вся проверка займет не 32, а 16 с.
ну тем не менее, хоть какое то представление о решении этой задачи у меня появилось)) так что спасибо вам!!))
компьютер. в условии написано так. ну подразумевается само собой процессор
Ядерный Богослов Мастер (1887) Если шина адреса 24 разрядная, то кажись какие то астрономические цифры будут.
(2+2+1)*2+14=24 такта на полную проверку одной ячейки
24-х разрядная шина адреса позволяет адресовать 2 в 24-й степени адреса или 16777216 байт (16 Мбайт) памяти.
Один адрес адресует один байт информации.
Так как шина данных 16-ти разрядная, то за один раз может считываться сразу два байта расположенные по соседним адресам, соответственно 24-х разрядную шину делим на 2 и получаем: 8388608 двухбайтных слов.
24 такта х 8388608 = 201326592 тактов потребуется для проверки всей памяти.
Тактовая частота 20 МГц или 20 000 000 Гц, это за 1 секунду.
Теперь делим: 201326592 тактов / 20 000 000 Гц = 10,0663296 секунд.
То есть потребуется почти 10 секунд на проверку всей памяти, при этом предполагается, что при проверке запись происходит сразу в две ячейки памяти, то есть в два соседних байта, так как шина адреса 16-ти разрядная.
Если запись и чтение будут идти однобайтным способом и будет использоваться не все 16 разрядов шины данных, а только 8, то потребует времени в 2 раза больше. Просто у преподователя не корректно написано: "сначала в каждую ячейку памяти записывается число. ". Ячейка памяти это 1 байт, а шина 16-ти разрядная, поэтому можно сразу записывать или 1 или 2 байт. Но программа тестирования записывала бы скорее всего сразу по два байта в целях экономии времени.
А формулы для решения этой задачи вы нигде не найдёте, так как для решения берутся разные формулы, многие вычисления проводятся интуитивно.
Павел Поляков Профи (540) Правда возможно другой вариант подсчёта количества тактов и соответственно другие результаты вычисления: (2+2+1+14)*2=38 тактов на полную проверку одной ячейки Это если считать, что вначале во все ячейки записывается единицы и проверяется. А затем за второй заход записывается и проверяются только нули. В этом случае нужно будет тогда пересчитать вычисления заменив 24 на 38.
спасибо большое! а можно вопрос. (2+2+1)*2+14=24 это значит (2 такта на чтение + 2 на запись + 1 на сравнение)*2 (т.к. число сначала из 1, потом из 0) +14(доп. такты) я правильно поняла?? вот только смущыет почему 14 прибавляем один раз?? ведь у нас 2 цикла, для проверки числа из 1 и из 0. или я ошибаюсь.
Павел Поляков Профи (540) Это я ошибся, я просто по другому считал такты. Правильно будет на одну проверку 66 тактов, как я написал в коментарии ниже.
ещё не понятна вот эта строчка: "соответственно 24-х разрядную шину делим на 2 и получаем: 8388608 двухбайтных слов. " почему так получилось??
Павел Поляков Профи (540) Ну это тоже самое, что имющийся объём памяти 16777216 байт (который можно адресовать 24-ми разрядами) разделить на 2. То есть за раз мы передаём по два байта, так как шина 16-ти разрядная (1 байт=8 бит, 2 х 8 =16 бит или 16 разрядов). Два байта, это 16-ти разрядное машиное слово которое считывается из памяти или записывается в неё за один раз, если имеет место двухбайтное обращение к памяти (если такая команда). 16777216 байт / 2 = 8388608 обращений нам нужно будет сделать.
Если быть ещё более точным, и принять во внимание саму методику проверку памяти, то количество тактов необходимых на проверку одной ячейки рассчитывается следующим образом:
1) Записали в одну или две ячейку число состоящее из одних ЕДИНИЦ - это 2 такта + команды на организацию цикла - 14 тактов = 16 тактов
Так записываются все ячейки.
2) Считывание информации 2 такта + сравнение 1 такт + команды на организацию цикла 14 тактов = 17 тактов.
Так проверяются все ячейки на единицы.
И потом пункты 1 и 2 для проверки при записи нулей.
Тогда получается: (16+17)*2=66 тактов на полную проверку одной ячейки.
То есть во все ячейки вначале записываются единицы, потом из всех ячеек считывается информация и проверяется на равенство единицам, потом во все ячейки записываются нули, потом из всех ячеек считывается информация и проверяется на равенство нулю.
Настоящая проверка должна быть именно таким спосом и соответственно на полную проверку одной ячейки требуется 66 тактов.
Шину данных образуют линии, служащие для передачи данных между отдельными структурными группами ПК. Исходным пунктом линий данных является центральный процессор. Он определяет разрядность шины данных, т.е. число линий, по которым передаются данные. Чем выше разрядность шины данных, тем больший объем данных можно передать по ней за некоторый определенный промежуток времени и тем выше быстродействие компьютера.
В первых ПК использовался процессор Intel 8088. Этот 16-разрядный процессор имел всего лишь 8 внешних линий данных (этим объясняется его низкая стоимость). Для внутренних операций было задействовано 16 линий данных, благодаря чему процессор мог одновременно обрабатывать два восьмиразрядных числа. Но на внешнем уровне к нему присоединялась дешевая восьмиразрядная шина данных. Эти 8 линий обеспечивали связь со всеми микросхемами на системной плате, выполняющими функции обработки данных, и всеми платами расширения, установленными в гнездах. Таким образом осуществлялась передача данных между платами расширения и процессором.
Адресная шина. Разрядность шины
Другая группа линий образует адресную шину. Эта шина используется для адресации. Каждая ячейка памяти и устройство ввода-вывода компьютера имеет свой собственный адрес.
При считывании или записи данных процессор должен сообщать, по какому адресу он желает прочитать или записать данные, для чего необходимо указать этот адрес.
В отличие от шины данных шина адреса является однонаправленной.
Разрядность адресной шины определяет максимальное число адресов, по которым может обратиться процессор, т. е. число линий в адресной шине показывает, каким объемом памяти может управлять процессор. Учитывая, что одна адресная линия обеспечивает представление одного разряда двоичного числа, формулу для максимального объема адресуемой памяти можно записать в следующем виде:
максимальное число адресов = 2n,
Процессор 8088 имел 20 адресных линий, что в соответствии с приведенной формулой обеспечивало адресацию памяти объемом:
220 =1 048 576 байт = 1024 Кбайт = 1 Мбайт.
Это тот самый предельный объем памяти, который все еще имеет силу в операционной системе DOS.
Совсем иная ситуация с процессором 80286. Он имеет 24 адресных линии и поэтому в состоянии управлять памятью объемом:
224= 16 777 216 байт =16 Мбайт.
Для обеспечения связи с микросхемами памяти число адресных линий процессора должно равняться числу адресных линий на системной плате.
Процессоры 80386, 80486 и Pentium имеют 32 адресных линии, что обеспечивает адресацию свыше 4 млрд. ячеек памяти. На системной плате с такими процессорами должно быть 32 линии, обеспечивающие обмен адресами между центральным процессором и всеми важными периферийными микросхемами.
Линии шины управления на системной плате служат для управления различными компонентами ПК. По выполняемой ими функции их можно сравнить с переводной стрелкой на железнодорожных путях.
С помощью небольшого числа линий шина управления обеспечивает такое функционирование системы, чтобы в каждый данный момент времени только одна структурная единица ПК пересылала данные по шине данных или осуществляла адресацию памяти.
К шине может быть подключено много приемных устройств. Сочетание управляющих и адресных сигналов определяет, для кого именно предназначаются данные на шине. Управляющая логика возбуждает специальные стробирующие сигналы, чтобы указать получателю, когда ему следует принимать данные.
Управляющая логика активизирует в каждый конкретный момент только одно устройство, которое становиться ведущим. Когда устройство активизировано, оно помещает свои данные на шину. Все другие микросхемы в этот промежуток времени должны блокироваться с помощью соответствующего сигнала на линии управления.
Микропроцессор взаимодействует с внешней средой с помощью шины адреса/данных/состояния и нескольких управляющих сигналов. Собственно взаимодействие заключается в выполнении одной из двух операций: МП либо выводит (записывает) данные, либо вводит (считывает) данные или команды. В каждой из этих операций процессор должен указывать то устройство, с которым он будет взаимодействовать; другими словами, процессор должен адресовать ячейку памяти либо порт ввода или вывода.
Для передачи данных или выборки команды процессор инициирует так называемый цикл шины. Кроме процессора, цикл шины могут инициировать и другие устройства, например, арифметический сопроцессор.
Цикл шины представляет собой последовательность событий, в течение которой процессор выдает адрес ячейки памяти или периферийного устройства, а затем формирует сигнал записи или считывания, а также выдает данные в операции записи. Выбранное устройство воспринимает данные с шины в цикле записи или помещает данные на шину в цикле считывания. По окончании цикла шины устройство фиксирует записываемые данные или снимает считываемые данные.
Рассмотрим цикл шины микропроцессора 8086, который имеет совмещенную 20-разрядную шину адреса/данных/состояния и шину управления (рис. 4).
Рис. 4. Шины микропроцессора 8086
Цикл шины микропроцессора 8086 состоит минимум из четырех тактов синхронизации, называемых также состояниями T, которые идентифицируются спадающим фронтом сигнала синхронизации CLC. В первом такте (T1) процессор выдает на шину адреса/данных/состояния AD20-AD0 адрес устройства, которое будет источником или получателем информации в текущем цикле шины. Во втором такте (T2) процессор снимает адрес с шины и либо переводит тристабильные буферы линий AD15-AD0 в высокоимпедансное состояние, подготавливая их к выводу информации в цикле считывания, либо выдает на них данные в цикле записи.
Управляющие сигналы, инициирующие считывание, запись или подтверждение прерываний, всегда выдаются в такте T2. В максимальной конфигурации системы сигнал записи формируется в такте T3, чтобы гарантировать стабилизацию сигналов данных до начала действия этого сигнала.
В такте T2 старшие четыре линии адреса/состояния переключаются с режима выдачи адреса на режим выдачи состояния. Сигналы состояния предназначены в основном для диагностических целей, например, идентифицируют сегментный регистр, который участвует в формировании адреса памяти.
В течение такта T3 процессор сохраняет информацию на линиях состояния. На шине данных в цикле записи сохраняются выводимые данные, а в цикле считывания производится опрос вводимых данных.
Тактом T4 заканчивается цикл шины. В этом такте снимаются все управляющие сигналы и выбранное устройство отключается от шины.
Таким образом, цикл шины для памяти или периферийного устройства представляет собой асинхронное действие. Устройство может управлять циклом шины только путем введения состояний ожидания.
Процессор выполняет цикл шины в том случае, когда ему необходимо осуществить запись или считывание информации. Если циклы шины не требуются, шинный интерфейс реализует холостые состояния Ti, в течение которых процессор сохраняет на линиях состояния сигналы состояния от предыдущего цикла шины.
Статьи к прочтению:
Похожие статьи:
В настоящее время уровень развития информационно-технических средств обработки, хранения и передачи информации развит настолько, что их использование встречается практически во всех сферах деятельности человека. Современные условия развития общества требуют от специалистов быстрого поиска и принятия правильных решений сложившихся задач. Основным средством, выступающим в роли помощника, в подобных случаях является компьютер. Вследствие широкого распространения компьютеров и информационного бума, который переживает человечество, с азами информатики должен быть знаком всякий грамотный современный человек.
Данный учебник раскрывает понятие информатики через его основополагающие компоненты – информацию и компьютер. Рассматриваются основные разделы современной информатики как комплексной научно-технической дисциплины.
Учебник состоит из двенадцати глав. В первой и второй главах раскрывается понятие структуры информатики. Большое внимание уделено системам счисления и способам кодирования информации. Рассматриваются способы и особенности хранения информации на внешних носителях.
В третьей главе внимание уделено аппаратным и программным средствам реализации информационных технологий. Рассмотрены поколения ЭВМ, магистрально-модульный принцип построения компьютера, основные и периферийные устройства персонального компьютера, а также классификация программного обеспечения.
В четверной, пятой, шестой и седьмой главах раскрываются основные приемы в работе с операционной системой Microsoft Windows 2000, текстовым процессором Microsoft Office Word 2003, табличным процессором Microsoft Office Excel 2003 и презентациями Microsoft Office Power Point 2003. Предложены упражнения для самостоятельного освоения описанных алгоритмов работы с программами.
В восьмой главе рассматриваются вопросы, касающиеся алгоритмизации и языков программирования. В ней дается понятие алгоритма, его свойств, способов описания и разновидностей, раскрывается понятие о языках программирования, компиляторах и видах программирования.
В девятой главе предложен материал, касающийся моделирования функциональных и вычислительных задач на компьютере. Рассматриваются понятие модели и моделирования, формализация поставленных задач, информационное и компьютерное моделирование задач на ЭВМ.
Десятая глава посвящена особенностям функционирования компьютерных сетей. Раскрываются вопросы о видах компьютерных сетей, об особенностях передачи сигнала по различным каналам соединения, рассматриваются основные топологии локальных сетей. Большое внимание уделено организации глобальной сети Интернет и ее основным службам – Всемирной паутине и электронной почте, а также общению в сети.
В одиннадцатой главе рассматриваются вопросы защиты информации и сведений, составляющих государственную тайну, методы и средства защиты информации, составляющие элементы информационной безопасности, даны классификация и характеристика компьютерных вирусов.
Двенадцатая глава посвящена изучению баз данных, их разновидностям и системам управления базами данных. Предложен материал по работе с СУБД Microsoft Office Access 2003. Упражнения для самостоятельной работы помогут более глубоко и лучше освоить основные операции в данной программе.
Представление информации в ЭВМ
1.1. Информатика. Предмет информатики. Основные задачи информатики
Задачи накопления (хранения), обработки и передачи информации стояли перед человечеством на всех этапах его развития. Каждому этапу соответствовал определенный уровень развития средств информационного труда, прогресс развития которых всякий раз придавал человеческому обществу новое качество. Ранее были выделены основные этапы обращения с информацией, и они являются общими для всех наук при обработке информации с помощью ЭВМ. Научным фундаментом для их решения стала такая наука, как информатика.
Информатика – комплексная научно-техническая дисциплина, занимающаяся изучением структуры и общих свойств информации, информационных процессов, разработкой на этой основе информационной техники и технологии, а также решением научных и инженерных проблем создания, внедрения и эффективного использования компьютерной техники и технологии во всех сферах общественной практики.
Истоки информатики можно искать в глубине веков. Много столетий тому назад потребность выразить и запомнить информацию привела к появлению речи, письменности, счета. Люди пытались изобретать, а затем совершенствовать способы хранения, обработки и распространения информации. До сих пор сохранились свидетельства попыток наших далеких предков сохранять информацию – примитивные наскальные рисунки, записи на берестяной коре и глиняных дощечках, затем рукописные книги.
Появление в ХVI веке печатного станка позволило значительно увеличить возможности человека обрабатывать и хранить нужные сведения. Это явилось важным этапом развития человечества. Информация в печатном виде была основным способом хранения и обмена и продолжала им оставаться вплоть до середины ХХ века. Только с появлением ЭВМ возникли принципиально новые, гораздо более эффективные способы сбора, хранения, обработки и передачи информации (рис. 1.1).
Рисунок 1.1. Развитие способов хранения информации
Появление электронно-вычислительных машин позволило обрабатывать, а впоследствии и передавать информацию со скоростью, в несколько миллионов раз превышающей скорость обработки (рис. 1.2) и передачи информации человеком (рис. 1.3).
Рисунок 1.2. Развитие способов обработки информации
Рисунок 1.3. Развитие способов передачи информации
Основу современной информатики образуют три составные части, каждая из которых может рассматриваться как относительно самостоятельная научная дисциплина (рис. 1.4).
Теоретическая информатика – часть информатики, занимающаяся изучением структуры и общих свойств информации и информационных процессов, разработкой общих принципов построения информационной техники и технологии. Она основана на использовании математических методов и включает в себя такие основные математические разделы, как теория алгоритмов и автоматов, теория информации и теория кодирования, теория формальных языков и грамматик, исследование операций и др.).
Средства информатизации (технические и программные) – раздел, занимающийся изучением общих принципов построения вычислительных устройств и систем обработки и передачи данных, а также вопросов, связанных с разработкой систем программного обеспечения.
Информационные системы и технологии – раздел информатики, связанный с решением вопросов анализа потоков информации, их оптимизации, структурирования в различных сложных системах, с разработкой принципов реализации в данных системах информационных процессов.
Информатика находит широкое применение в различных областях современной жизни: в производстве, науке, образовании и других сферах деятельности человека.
Развитие современной науки предполагает проведение сложных и дорогостоящих экспериментов, таких, как, например, при разработке термоядерных реакторов. Информатика позволяет заменить реальные эксперименты машинными. Это экономит колоссальные ресурсы, дает возможность обработать полученные результаты самыми современными методами. Кроме того, такие эксперименты занимают гораздо меньше времени, чем настоящие. А в некоторых областях науки, например, в астрофизике, проведение реального
Решить по племя мумбу-юмбу использует алфавит из букв: αβγδεδεζλμξζφψ, точки и для разделения слов используется пробел. сколько информации несет свод законов племени, если в нем 12 строк и в каждой строке по 20 символов?
Синформатикой: звучит так: 1.нарисуй в окне цепочку цифр, для которой истинно утверждение: вторая и третья цифры в этой цепочке разные. 2. нарисуй в окне цепочку цифр, для которой ложно утверждение: вторая и третья цифры в этой цепочке разные
Составьте программу, которая заполняет массив б(1..10) случайными целыми числами в диапазоне от 1 до 10 и находит количество пар элементов с чётными значениями пример вывода исходный массив : 10 2 4 1 3 5 7 8 количество пар чётных элементов = 2
Преобразовать двоичные числа в десятичные 100000 1011111. восьмеричные в десятичные 3573 13. в десятичное 75 в двоичное. десятичное в восьмеричное 2092. десятичное в шестнадцатиричное 6139. шестнадцатиричные в десятичные 1752 5d 67
Сблок-схемой! нужно нарисовать блок схему алгоритм нахождения периметра прямоугольника, площади прямоугольника) =***
Логическое выражение: 1) (а или в или с) и (а или не в или с) 2) ((х и не у и z) или (х и не(у и z)) или (х и у и z) или (х и не у)
Вовочка написал на доске равенство 101=11011. учитель информатики сказал, что это равенство будет верным, если понимать его как запись одного и того же числа, но в разных системах счисления. найдите основания этих систем.
Напишите программу, которая в последовательности натуральных чисел определяет максимальное число, оканчивающееся на 2 программа получает на вход количество чисел в последовательности, а затем сами числа. в последовательности всегда имеется число, оканчивающееся на 2. количество чисел не превышает 1000. введённые числа не превышают 30 000. программа должна вывести одно число – максимальное число, оканчивающееся на 2 вводные данные : выходные данные : 2 3 16 26
Дана программа на языке паскаль: program a4; var x, k1, k2: integer; begink1: =0; k2: =0; repeatwriteln ('введите целое число'); readln (x); if x< 0 then k1: =k1+1; if x> 0 then k2: =k2+1; until x=0; writeln ('k1=' , ' ' , 'k2=' , k2)endсоставьте блок-схему, соответствующую программе.(2-умя способами)
Особенность технологии-мультимедиа: 1) одновременная работа со звуком, анимацией, видео, статичными объектами 2) невозможность обработки графика и текста 3) невозможность интерактивного взаимодействия 4) возможность обработки графических изображений
Читайте также: