Predavanje 1 Arhitektura Racunara

8/11/2019 Predavanje 1 Arhitektura Racunara

1/48


2/48

Organizacija 8

bit nog ra unarskog sistema

spoljni

ure aji


3/48

NA IN RADA

Na in rada je slede i:

Mikroprocesor na osnovu naloga sa tastature u ita sa diska (spoljna jedinica) preko sabirnice podataka eljeni program, odnosno prekoupravljaa (controller) umetnutog u jedan od slotova (u1

-

u4) povezan zasabirnice, a po nalogu predanog upravljau diska preko upravljakesabirnice. Program se sa diska u itava byte po byte. Kad prvi byte doe nasabirnicu podataka on je prisutan na ulazu u sve ure aje 'zakaene' nasabirnicu.

Preko adresne sabirnice mikroprocesor odre uje na koje mesto e se uradnoj memoriji upisati svaki pojedini byte programa. Preko upravljakesabirnice daje nalog da se omogu i prolaz prema radnoj memoriji i da se sa

sabirnice podataka podatak prenese u radnu memoriji. Po upisu podatkamikroprocesor onemoguava pristup u radnu memoriju. Tada daje nalog dase sa diska (ili iz cache-memorije diska) uzme drugi byte i ponavlja postupaksa drugim podatkom i pazi da se drugi podatak ne smesti na mesto

prethodnog, i tako dalje dok se svi podaci ne prenesu u radnu memoriju.

Tokom rada mikroprocesor prati koja su mesta u memoriji slobodna

zaprihvat novih podataka. Po istom naelu prihvataju se podaci sa tastature iliod nekog drugog ureaja posredstvom U

/

I kanala ili ureaja povezanogpreko 'slot-a'. Naravno, podaci iz ROM-a uvek su dostupni mikroprocesoru iu taj deo memorije nije mogue upisivanje.


4/48

Von Neumann-ov model PC-a

U stvari, von Neumann je bio prvi koji je dizajnirao kompjuter sa radnom memorijom(danas je zovemo RAM).Ako ovaj model primenimo na dananji PC, to bi izgledalo ovako.


5/48

2.5 Arhitektura personalnog ra unara*

2.5.1 Uvod

Kememorija

CPU

Slotovi na PCImagistrali

PCIkontroler

CPU magistrala (100 MHz, 64 bita) Kontroler kememorije

Osnovnamemorija

Kontrolermemorije

Kontrolerproirenemagistrale

PCI magistrala (33/66 MHz, 32/64 bita)

ROMsistema

SCSIkontroler

USBkontroler

ISA magistrala (8 MHz, 8/16 bita)Sat realnog

vremenaKontrolerprekida

Kontrolertastature DMA

Serijskiport(ovi)

Paralelniport(ovi)

Slotovi na ISAmagistrali

Industrijska

Standardna

Arhitektura

(ISA)

PeripheralComponentInterconnect(PCI)


6/48

Sistemska sabirnica

Sistemska sabirnica je centralna sabirnica, koja povezuje CPUsa RAM memorijom i, eventualno, sa buffer memorijom -

L2cache. Neki je nazivaju i "main bus", "processor bus" ili "local

bus". U novijim arhitekturama, ova sabirnica se naziva "front sidebus" (FSB). Ostale vrste sabirnica granaju se iz sistemske.

Sistemska sabirnica nalazi se na mati noj plo i. Dizajnirana je tako daodgovara pojedinanom tipu procesora. Tehnologija izrade procesorauslovljavala je kontinuiran razvijoj tehnologija sabirnica, da bi sepoveala brzina "prometa" na matinoj plo i. Brzina i irina tipinelokalne sabirnice ovisi o tipu instaliranog procesora na matinoj plo i -

tipino, sistemska sabirnica je 64 bita i radi na 66,100 i 133 MHz.


7/48

Tipovi sabirnica

U PC svetu esto se sre emo sa sabirnicama pod nazivom:

ISA (Industry Standard Architecture) -

16

bit-na sabirnica.

EISA (Enhanced Industry Standard Architecture) -

32

bit-nasabirnica

MCA (Mikro Channel Architecture) -

u verziji 16 i 32

bit-a.

VLB (VESA Local Bus) -

u verziji 32

bit-a.

PCI (Peripheral Component Interconnection) -

32

bit-a.

AGP (Accelerated Graphics Port 1x-8x) -

32 ili 64

bit-a

PCI-X (bri i poboljani PCI standard) -

32 ili 64

bit-a

PCI-Express (x1-x32) -

sabirnice 'irine' 8

bit-a po x-'koridoru'


8/48

ISA magistrala

definie 16-bitnu vezu koju pokree generator takta od 8 MHz, toizgleda primitivno poreeno sa brzinom dananjih procesora. Ona ima teoretsku brzinuprenosa podataka do 16 Mbajta u sekundi. Funkcionalno, ova brzina bi bila prepolovljenana 8 Mbajta u sekundi, zato to je jedan ciklus magistrale potreban za adresiranje, a jo

jedan ciklus magistrale za prenos 16 bitova podataka. U stvarnosti, magistrala moe daprenosi oko 5 Mbajta u sekundi -

jo uvek dovoljno za mnoge periferijske ureaje -

i velikibroj ISA kartica za pro irenje je osigurao njeno prisustvo u kasnim 90-im godinama.

PCI je sabirnica

velike brzine 90-tih godina. PCI je skraenica od PeripheralComponent Interconnect . Proizvedena je od strane Intel-a. Danas se koristi u svim PC-mai drugim raunarima za spajanje adaptera, kao to su mreni kontroleri, grafike kartice,zvune kartice itd. Meutim, neke grafike kartice koriste AGP bus, koji je poseban tipsabirnice namijenjen jedino grafici. PCI bus je centralni I/O bus kojegete na i u PC-u.

PCI bus je irok 32 linije, ali u praksi radi kao 64 linijski bus. Radi na 33 MHz, i imamaksimalna kapacitet prenosa od 132 MBps. Nezavisan je od

procesora. Stoga, moe sekoristiti sa 32-bitnim ili 64-bitnim procesorom, i prisutan je i u drugim raunarima, tj. ne

samo kod personalnih raunara. Kompatibilan je sa ISA sabirnicom, na taj na

in to moereagovati na ISA signale, kreirati neke IRQ, itd.

PCI bus ini:-

Interni PCI bus, koje povezuje EIDE kanale na plo i-

PCI sabirnica proirenja, tipino ima 3-4 slota za PCI adaptere


9/48

AGP (Accelerated Graphics Port)

Sa razvojem grafikih okruenja, zabavnog iCAD softvera na PC-u kao i razvijanjem sve brih procesora rastu i zahtevi zabrzom grafikom. PCI magistrala vie ne zadovoljava ove zahteve i kaoreenje pojavio se novi tip magistrale koji je proizveo Intel i nazvao ga AGP.

Prednosti koje nudi AGP magistrala su sledee:

do 4 puta vea brzina u odnosu na PCI

nema deljenja magistrale sa drugim komponentama kao kod PCI-a

DIME, direktna memorijska obrada tekstura

procesor moe da pristupa sistemskom RAM-u istovremeno sapristupanjem AGP RAM-u od strane grafikog ipa

processor moe da upisuje direktno u djeljenu AGP memoriju kada jepotrebno da se obezbjede grafi ki podaci kao to su grafike komande ili

animirane teksture. Generalno, procesor moe bre da pristupi sistemskojmemoriji nego grafikoj memoriji preko AGP-a, a svakako bre nego prekoPCI magistrale


10/48

Tipi ne magistrale kod jednog ra unarskogsistema


11/48

2.5.2 ISA magistrala*

Standardizovana je 1987. godine

Sastoji se od 98 linija podeljenih u dva segmentasegment I

62 linije (54 signalne i 8 za napajanje i uzemljenje)karakteristino za XT raunar poznat kao PC magistrala (8 linija podataka i 20adresnih linija)

segment II36 linijadodano kod AT raunaramagistrala podataka proirena za jo 8 linija

(ukupno 16)adresna magistrala proirena za jo 4 linije (ukupno24)

Relativno jednostavna magistrala (linije su uglavnom

baferovani signali mikroprocesora)


12/48

2.5.3 PCI magistrala*

Razvijena 1993. godine

Omoguava nezavisnost sistemaod tipa i broja procesora

Omoguava prelazak naprocesore novije generacije ikorienje multiprocesorskiharhitektura bez potrebe

redefinisanja magistrale


13/48


14/48

2.5.3 PCI magistrala*

PCI magistrala podravaautomatizovano konfigurisanjePCI ureaja (Plug And Play -PnP)

Svaki PCI ureaj posedujekonfiguracioni adresni prostor(256 bajtova) organizovan u 64konfiguracionaetvorobajtnaregistra

Prvih 16 konfiguracionih registara je definisano standardom

Ostalih 48 registara stoji naraspolaganju i koristi se premapotrebama ure aja


15/48


16/48

Prva verzija AGP porta imena AGP je radila na sabirnici od66 Mhz

to je omoguavalo prenos podataka izme u grafike kartice i matineploe u brzini od 266 MB/s. Kako je kasnijim verzijama porta to bilo

uveliko

nadmaeno,

nave emo popis svih verzija porta sa brzinamapronosa podataka:

AGP 66 x 1 = 66 Mhz s prenosom podataka od 266 MB/s

AGP 1.0 66 x 2 = 133 Mhz s prenosom podataka od 533 MB/s



Posle ove poslednje verzije AGP svetski komputerski lideri su doneliodluku o ukidanju ovog standarda kako bi se zamenio sa PCI Express

koji je imao ve

u prvoj godini proizvodnje brzinu prenosa podataka od5.8 GB/s, to je gotovo 3 puta bre od AGP 3.0

2.5.3.1

AGP

magistrala*


17/48

PCI sabirnica je bila jedna od osnova povezivanja komponenti PCraunara skoro deceniju unazad. Nedostaci ove sabirnice su prvi put nazna

eni u leto 1997 godine uvodjenjem

AGP port-a.

Glavne prednosti AGP porta lee u poveanoj brzini/propusnoj mo i kaoi u njegovoj point to point arhitekturi. Pojam point to point protokola zna ida AGP ima svoj poseban kanal za komunikaciju sa procesorom iposeban kanal za komunikaciju sa memorijom,

dok svi uredjaji povezani

na PCI sabirnicu dele 133 MB/s propusnog opsega koji je alociran

zaPCI sabirnicu. Oba ova standarda, i AGP i PCI su bazirani na 32 bitnojsabirnici.

AGP koji radi na clock-u od 66 MHz, za razliku od 33 MHz

PCIsabirnice duplira propusnu moc (266 MB/s) u prvoj iteraciji. Mogucnostprenosa podataka vise puta u toku jednog ciklusa zavrava pri u o

mogunostima AGP sabirnice u dananje vreme. Trenutni maksimum je8x AGP to priblino predstavlja propusnu mo

od 2100MB/s.

2.5.3.2 PCI express magistrala*


18/48


Uzimaju i u obzir valike brzine ulazno/izlaznih ureaja kojise danas koriste kao to su SATA / ATA150 (150 MB/s),gigabitne ethernet mrene kartice (125 MB/s), firewireportovi 1394B (100 MB/s) o igledno je da samo jedan odureaja po ovim specifikacijama moe kompletno zaguitiPCI sabirnicu.

U zadnjih desetak godina skoro svi delovi PC raunara suunapredjivani osim PCI sabirnice. Sa izuzetkom verzije PCI-X (64 bit-no reenje na 66 MHz namenjeno za servere), PCIsabirnica se nije menjala dok su se ostali podsistemiubrzano pojaavali (frontside bus brzina, memorija, AGP).Na sreu ovo se menja dolaskom PCI Express standarda.


19/48


PCI Express

prednosti

PCI Express ne treba meati sa PCI- sabirnicom. Ovo je dolaze

e

reenje koje treba da zamenii

PCI i AGP. Nekoliko napomenau vezi PCI Express sabirnice:

Dok klasini PCI Bus koristiparalelnu architekturu, PCIExpress koristi serijskukomunikaciju, drastinoredukuju i broj potrebnihkontakata -

pinova.

PCI Express koristi point to pointprotokol koji je mnogo vie nalik AGP-u. To zna i da uredjaji nekoriste isti propusni opseg.


20/48

Vana razlika u odnosu napredhodne PCI arhitekture je prelaz naserijski na in prenosa, koji je prikladniji odparalelnog koji je stvarao velike probleme,naro ito kod ve eg broja priklju enihkartica.

Veza kartica ide preko switch_a inaziva se link, koji moe preneti jedan oktetpodataka u oba smera.

Komunikacija se odvija izmenom

paketa, slino kao kod ra

unarskih mrea.Obrada paketa zahteva sloenije

procesiranje kod slanja i primanja, ali je to jednostavnije reenje od kori enjaparalelne sabirnice.

Kod x2 linka koriste se dvostruke,kod x4 etverostruke, itd, a podrano je dox32.


21/48

2.5.4 Memorijski podsistem*

Intelovi (i kompatibilni) mikroprocesori omoguavaju nezavisno adresiranje (pristup)memorijskog i I/O prostora.

Programski broja

PCRegistar naredbi IR

Statusni registar PSWPokaziva

steka SP

Ulazno-izlaznaupravljaka

logika


22/48

MEMORIJA RA UNARA

Memorija je namenjena za prihvat,uvanje (pamenje, memorisanje) ipredaju podataka i programa.

Proces unoenja podataka u memoriju

naziva se upisivanje, a proces zahvatanja podataka iz memorije nazivase itanje. Upisivanje i itanje informacija nazivaju se pristupi (obra

anje) memoriji i predstavljaju osnovne operacije u memorijskompodsistemu raunarskog sistema.

Programi i podaci

se uvaju u operativnoj (glavnoj, primarnoj) memoriji.Izmeu operativne memorije i procesora nalazi se ultrabrza ke memorija

koja je znatno bra od operativne memorije, ali znatno manjeg

kapaciteta. Ultrabrza memorija je obino namenjena da uvameurezultate smanjuju i potrebu estog obra anja procesoraoperativnoj memoriji i ubrzavaju i tako rad procesora. Spoljna(masovna, sekundarna)

memorija slui za uvanje velikog broja

podataka (datoteke, baze podataka) i biblioteka programa koji se neposredno ne koriste u obradi.


23/48


24/48


25/48


Memorijske komponenteROM (Read-Only Memory)

Kapacitetiod 512 MB do 4 GB ( DDR2 ), SDRAM Dual Inline MemoryModule (DIMM) soketiBrzina na 400 MHz, ( Rambus modul alje dva skupa informacija svakogklok ciklusa, pa se dobija 800 MHz. On ima 16-bitni bus, ili bus sa 2 bajta(16/8). Brzina 400MHz modula je 1600MB u sekundi ili 1.6GB u sekundi ).

Vreme pristupa: 50ns - 200nsKod PC, ROM se koristi na sistemskoj plo i za uvanje BIOS programa ipodatakaSadraj ROM-a obino se, zbog smanjenja vremena pristupa, kopira uRAM memorijuROM koriste i neke periferne kartice (video kartica, disk kontroler, ...), unjihovom ROM-u nalaze se dodatne rutine i podaci koji omoguavajukomunikaciju sa periferalom, i ovaj ROM se mapira u RAM memoriju.


26/48

ROM (Read-Only Memory)

ROM je glavni

tip memorije PC

raunara koji samo moe da se

ita.Postoje dva razloga zbog kojih se ovaj tip memorije koristi:

Nepromenljivost- Permanence :

Vrednosti zapamene u ROM-u

suuvek tu, bez obzira da li je raunar ukljuen ili ne!

ROM se moe ukloniti

sa PC-a, zapam en na neograni eni vremenski period, i kada jezamenjen, podaci koje je sadrao jo

e biti tu za dalju upotrebu. Iz tihrazloga se naziva i POSTOJANA,non-volatile memorija . Hard disk jetakoe

non-volatile

memorija, ali

regularni

RAM nije.

Sigurnost- Security :

injenica da

ROM ne moe lako da se modifikuje obezbe

uje mere sigurnosti usled sluajnih ili zlonamernih promenanjenog sadraja. Zbog toga sigurno ne moemo na i viruse koji suzarazili ROM, to tehniki nije mogue.


27/48

ROM (Read-Only Memory)

ROM:

Regularni

ROM je konstruisan na osnovu sloene

raunarske logike, naslian na in kao i procesor. Dizajnirana je da obezbedi specifine funkcije i nemoe se menjati.

Programmable ROM (PROM):

Ovo je tip

ROM-a

koji se moe programirati korienjem specijalnih

ureaja, i u njega se moe zapisati podatak ali samo jednom.

Erasable Programmable ROM (EPROM):

EPROM je

ROM koji se moe brisatii reprogramirati. Mali prozor je instaliran na vrhu samog ROM ipa, kroz koji semoe ultravioletnom svetlou specifine frekvencije uticati na brisanje njegovogsadraja ili na njegovo reprogramiranje.

Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM):

Slede i nivo

izbrisivosti jeEEPROM , koji se moe brisati pod softverskom kontrolom. Ovo jenajfleksibilniji tip ROM-a, i uglavnom se koristi zauvanje BIOS programa. Kadaujemo reference

"flash BIOS"

ili radimo na upgrade BIOS-a preko

"flashing

opcije, ovo podrazumeva reprogramiranje

BIOS EEPROM-a

specialnim

softverskim

programom.


28/48

Basic Input/Output System

BIOS

je skraenica od Basic Input/OutputSystem, a to je prva stvar koju vidite nakonukljuenja vaeg ra unara, kojime sistemproverava osnovne postavke ra unara. Nakonproveravanja BIOS daje instrukcije procesoru dau ita operativni sistem.

Praktino bez BIOS-a

ne bi mogli pokrenutioperativni sistem

(Microsoft Windows, Linux

itd.).

BIOS se obino nalazi u ipu na matinoj plo i,iako ga esto imaju SCSI kontroleri i grafikekartice. BIOS je Flash memorija, vrsta ROM-a.BIOS slui za postavljanje i menjanje parametara,obino za procesor, RAM, ifrovanje raunara imnogih drugih opcija.


29/48


U osnovi BIOS sadrI

podatke potrebne za POST

(

Power On Self Test

). im upalite kompjuter primjetiete da suprikazane neke informacije na ekranu, a to su: instalirana koli ina videomemorije, koli ina glavne memorije (RAM, Random Access Memory) i

informacije o CPU (Central Procesing Unit). Ove se informacije prikazuju pre nego to se Windows operativni sistemu ita i prave proveru dali je PC u radnom stanju, pre nego to se u itaoperativni sistem (npr, Windows)

Ove informacije se prikazuju pomou specijalnog ipa koji se nalazi unaem kompjuteru nazvanim ROM-BIOS (Read Only Memory, BasicInput Output System). Test koji se radi pomou ROM-BIOSa seestonaziva POST (Power on System Test ili Power on Self Test). To

ukljuuje upravljanje tastaturom,

komunikaciju sa vaim procesorom, slanje/primanje video sinala sa/na va

monitor

i prepoznavanje vaeg

hardvera

(tvrdi disk,optiki ureaji,

USB ureaji itd.).

Korisnost BIOS-ase najbolje izraava u injenici da se raunar

bez ili sa oteenim

(pokvarenim) BIOS-om nebi uopte

butovao/upalilo

jer nema POST-a

!!!


30/48


Neki BIOS ipovi takoe omoguuju dazapamtite vaa setovanja u EEPROM.EEPROM zna i Electrically Erasable

Programmable Read Only Memory. Mogu bitirealizovani od strane razli itih firmiAMI,AWARD, COMAK, DELL,

itd.


31/48


Memorijske komponente

RAM (Random-Access Memory)

Stati

ki RAM(SRAM)Skup registara (naje e 8-bitni) sa zajednikim ulazima i izlazimaSvaki bit memorie se pomou zasebnog flip-flopa sa 6 tranzistoraIzbor registra (u koji se upisuje ili iz kojeg se ita podatak) vri se pomouadresnog dekodera integrisanog u ipu zajedno sa registrimaUpis ili itanje izvodi se dovoenjem odgovarajueg upravljakog signala(R/W*, OE*)Upisani sadraj ostaje memorisan sve dok se ne promeni na isti na in ili neisklju i napajanje, nije potrebno osveavanje pa se zato zove stati ki

Kapaciteti:do 16 MB single-port SRAMSlui za realizaciju eksterne KE memorije PC-aVreme pristupa: od 10ns do 25ns

Statiki RAM

Dinamiki RAM


32/48


Memorijske komponente

RAM (Random-Access Memory)Dinami ki RAM(DRAM)

Osnovna RAM memorija raunara, mnogo prostija od SRAM_a i nie ceneBit se memorie pomou jednog tranzistora i jednog kondenzatoraVea potronja (2-4 puta) i manje dimenzije (2-10 puta) od SRAM-aPotrebno osveavanje (zbog pranjenja kondenzatora)PC vri osveavanje DRAM-a svakih 15 sMemorijske lokacijeDRAM-a su 9-bitne (9-i bit je bit parnosti)

DRAM se ugrauje u oblikuSIMM modula (Single-In-Line Memory Modules), postoje:30-pinski: 9-bitne komponente9 ipova paraleno vezanih (8+1 bit parnosti)npr. 16 MB = 9 * 16 MB

72-pinski:

36-bitne komponente = 32bita + 4bita parnostiVreme pristupa: n*10nsKapacitet: Corsair Dominator TR3X6G1600C8D (3 x 2 GB) koji koristi DDR3-1600memoriski modul


33/48

Memorijski sistem -

karakteristike

med.mem t ACC BW (B/s) kapacitet obim bloka upravljanje tehnoregistriCPU-a

200 ps-1 ns 0.560 GB/s 256 B

1 kB re2 ili 4 B

CPU CMOSSRAM

L1 kememorija

5

10 ns 0.1-0.8 GB/s 16

64 kB linija4

32 Bprimarni ke

kontroler CMOSSRAM

L2 kememorija

15 40 ns 0.1-0.3 GB/s 128 kB

1GB linija4

128 Bsekundarni

kekontroler

CMOSSRAM

glavnamemorija-GM

50

100 ns 20-80 MB/s 256 MB

6GB stranica4 kB

MMU CMOSDRAM

slotovi

proirenja GM

75

500 ns 800 kB/s-

300 MB/s

1

10 GB stranica

4 kB

MMU CMOS

DRAMdisk ke 60

500 ns 900 kB/s-

30MB/s1

10 MB stranica4 kB

kontroleruredjaja

CMOSDRAM

tvrdi disk 5

50 ms 1200-6000 kB/s

500 MB

1 TB fajlovi obimaMB

kontroleruredjaja

magnetnimedijum

flopi disk 95 ms 100-200 kB/s

1.44 MB fajlovi obimakB

kontroleruredjaja

magnetnimedijum

CD-ROM 100

500ms

500-4000 kB/s

600 MB20 GB fajlovi obimaMB

kontroleruredjaja

opti kizapis

trake (cartrige ) 0.5 s panavie

2000 kB/s 1

10 TB fajlovi obimaMB

kontroleruredjaja

magnetnimedijum


34/48

Uporedna tabela


35/48

Grafi ki DRAM

Grafi ke memorije

ine znaajno trite kao za

proizvoae PC-ja, tako i za proizvoae radnih stanica iigara. U obe sfere trita zahtevi za sve ve im propusnimopsezima tako otro rastu, da konstruktori grafikih karticamoraju veoma brzo da pronalaze nova reenja.

Na primer: rezolucija 1600x1200 sa 32-bitnim bojama (24bita plus alfa kanal) i osveavanjem od 80 Hz zahtevajudivovski osveavaju i propusni opseg od 600 MB/s a tare i imaju i u vidu dodatni potrebni opseg za grafikeoperacije, kao i one povezane sa pokretnim video slikama? Ako tu uklju imo i 3D bafer (z-bafer) i lokalni video ke,potrebni propusni opseg grafike memorije lako prerasta1 GB/s.


36/48

Grafi ki DRAM

Do sada je naje e reenje bio srazmerno skupi VRAM(video RAM)

sa dva ulaza (jednim za grafiku i drugim zaosveavanje slike), koji su istovremeno bili dostupni.

Dananji 60-ns EDO VRAM na 64-bitnoj magistrali obezbe uje priblini opseg od 800 MB/s udvostru iemagistralu na 128 bita i dobiemo

1.6 GB/s, a to je neto to

moemo

videti na grafikoj kartici Imagine Number Nine...to je sasvim dovoljno za gore pomenute zahteve.

Samsungov WRAM (Window RAM)

oznaava koraknapred: ubrzan je takt i dodato je nekoliko funkcija. Nudi se isa dvostrukom gustinom (4 Mbita za VRAM i 8 Mbita zaWRAM).


37/48

d k


38/48

Princip rada ke

memorije

Ke

kontroler predaje zahtev za itanje memorijeprema keu i glavnoj memoriji.

Ako se sadraj zahtevane lokacije nalazi u keu,

ke

kontroler prosledjuje taj sadraj CPU-u i ukidazahtev prema glavnoj memoriji. Ovaj uslov senaziva ke

pogodak

(cache hit ).

U sluaju kada lokacija kojoj se obraamo nije

prisutna u keu, prvo se kreira slobodna lokacija ukeu pa se referencirana re

iz glavne memorije

dobavlja prvo u ke, a zatim se iz kea dostavljaCPU-u. Ova situacija se naziva ke

promaaj

(cache miss ).

Ni i k ij


39/48

Nivoi ke

memorije

Kod savremenih raunarskih sistema postojenekoliko nivoa kea, poznatih kao nivoL1, nivo

L2, a u odredjenim sluajevima i nivoL3.CPU ip

ALU

Glavnamemorija(DRAM)

Interfejs magistrale U/Imost

Sistemska magistrala

Memorijska magistrala

Registarsko polje

L1ke

(SRAM)

L2 ke(SRAM)


40/48

Hijerarhijska organizacija memorije

Memorijske komponente u okviru raunarskogsistema su hijerarhijski organizovane


41/48


Organizacija memorijskog prostora

Vektori prekida

00000000h

00000400h BIOS RAM000004FFh

DOS i korisni ki programi

000A0000hVideo RAM (grafi ki na in rada)

000B0000hVideo RAM (monohromatski)

000B8000h Video RAM (kolor)

ROM BIOS na karticamaGornji memorijski blok

Specifikacija proirene memorije

000C0000h

Sistemski ROM BIOSVisoka memorija

Proirena memorija

000F0000h00100000h

00100FF0h

FFFFFFFFh


42/48

2.5.5 I/O podsistem*

I/O podsistem personalnog raunara moe se grubo podelitina:

ureaje masovne memorije (hard diskovi, flopi diskovi,kompakt diskovi, strimeri, ...)spoljanji I/O ureaje (tastatura, mi, tampa , skener,zvuna kartica, ...)interne I/O ureaje (tajmeri, broja i, razni kontroleri, ...)

d


43/48


Organizacija I/O podsistema

I/O ureaji komuniciraju s procesorom preko odgovaraju ih kola zaspregu (interfejs) koja su spojena na sistemsku magistralu.

Zadaci interfejsa I/O ureaja:uskla ivanje prirode podataka i signala koje koristi I/O ureaj sa

onima koje koristi raunar,uskla ivanje brzine razmene podataka izmeu raunara i I/O ureaja,sinhronizacija rada I/O ureaja sa komandama koje stiu iz ra unara,pojednostavljenje upravljanja radom ureaja.

2 5 5 I/O d i


44/48

2.5.5 I/O podsistem

Komunikacija procesora s periferalom moe da se odvija putem:

Specijalnih registara (posebnih adresibilnih elija) koji senalaze u svakom I/O interfejsu.

Tipino to su:DATA IN(prihvata podatke sa magistrale)DATA OUT(alje podatke na magistralu)CONTROL(omoguava upravljanje periferalom)STATUS (sadri statusnu informaciju o periferalu).

Pri tome se koriste posebne instrukcije za upis io itavanje (IN i OUT). Tada govorimo o izolovanom I/Oprenosu.

Adresnog prostora u rezervisanoj oblasti osnovne memorije(memorija se fiziki nalazi na interfejsu ureaja, ali joj sepristupa kao da je re o RAM memoriji fiziki smetenoj namatinoj plo i).

Pri tome se koriste iste instrukcije i za pristup portu i zapristup memoriji, pa govorimo o memorijski mapiranomI/O prenosu.

I/O

00000

FFFFF

I/O00000

FFFFF

0000

FFFF

2 5 5 I/O d i *


45/48


I/O memorijski prostor personalnog ra unara


46/48

2 5 5 I/O d i t


47/48

2.5.5 I/O podsistem

Hardverski prekidi

Intelovi mikroprocesori 80x86 (i njima kompatibilni)poseduju dva ulaza za prekid:

INTR maskableNMI non-maskable

Na ulaz INTR dolaze zahtevi za prekid odprikljuenih periferalaUpravljanje prekidima vri se programabilnimkontrolerom prekida (npr. 8059A XT ili 2 x 8259Akod AT i novijih)Najvii prioritet ima nulta linija (Interrupt ReQuest)IRQ0, a najnii IRQ15

Prekidi se mogu maskirati (onemogu iti)upisivanjem odgovarajueg sadraja u registarmaskiranja prekida kontrolera. Ako su prekidiomogueni procesor potvr uje prijem zahtjeva zaprekid pomou linije INTA, a kontroler tada namagistralu podataka izbacuje kod zahteva za

prekid kojim je definisan prekidni vektor

2 5 5 I/O d i t


48/48

2.5.5 I/O podsistem

Hardverski prekidi

Tabela hardverskih prekida kod personalnog raunara

Documents

Predavanje 1 Arhitektura Racunara