Многоуровневая иерархическая архитектура памяти: описание каждого уровня. Основная память. 

 
Рисунок 1 - Иерархическая архитектура памяти 
По мере движения вниз по иерархической структуре:
-    возрастает емкость
-    возрастает время доступа
-    уменьшается стоимость хранения бита
-     уменьшается частота обращения со стороны центрального процессора
Самый быстрый, но и минимальный по емкости тип памяти – это внутренние регистры центрального процессора. Основная память, значительно большей емкости, располагается несколькими уровнями ниже. Между регистрами ЦП и основной памятью размещают кэш-память, которая по емкости значительно меньше основной, но существенно превосходит последнюю по быстродействию. Между основной памятью и дисками есть еще один уровень – это дисковая кэш-память, которая реализуется в виде самостоятельного ЗУ, включаемого в состав магнитного диска. Дисковая кэш-память улучшает производительность при обмене между дисками и основной памятью. 

Характеристики систем памяти микропроцессорных систем, методы доступа к памяти.
При рассмотрении запоминающих устройств учитывают следующие характеристики: 
-    место расположения;
-    емкость;
-    единица пересылки;
-    метод доступа;
-    быстродействие;
-    физический тип;
-    стоимость.

Различают четыре основных метода доступа:
-    последовательный доступ, при котором ЗУ ориентировано на хранение информации в виде последовательности блоков данных, называемых записями. Время доступа зависит от положения требуемой записи в последовательности записей на носителе информации и позиции элемента внутри данной записи. Примером может служить ЗУ на магнитной ленте.

Внутренняя структура микропроцессора. Схема управления выборкой команд, АЛУ, регистры процессора, схема управления прерываниями, схема управления прямым доступом к памяти, логика управления.
 

Схема управления выборкой команд выполняет чтение команд из памяти и их дешифрацию.
Арифметико-логическое устройство (или АЛУ, ALU) предназначено для обработки информации в соответствии с полученной процессором командой. Быстродействие АЛУ во многом определяет производительность процессора. Причем важна не только частота тактового сигнала, которым тактируется АЛУ, но и количество тактов, необходимое для выполнения той или иной команды.
Для повышения производительности разработчики стремятся довести время выполнения команды до одного такта, а также обеспечить работу АЛУ на возможно более высокой частоте. Другой путь повышения производительности процессора — использование нескольких параллельно работающих АЛУ.

Функции процессора. Системная магистраль, назначение шин. Схема подключения процессора, основные выводы микросхемы процессора.

основные функции любого процессора следующие:
1)выборка (чтение) выполняемых команд;
2)ввод (чтение) данных из памяти или УВВ;
3)вывод (запись) данных в память или УВВ;
4)обработка данных (операндов), в том числе    арифметические операции над ними;
5)адресация памяти, т. е. задание адреса памяти, с которым будет производиться обмен;
6)обработка прерываний и режима прямого доступа к памяти (ПДП). 

Важнейшая характеристика процессора-разрядность.Разрядность ШД-скорость работы системы.Разрядность ША-допустимая сложность системы.Кол-во линий управления определяет разнообразие режимов обмена и эффективность обмена процессора с другими устройствами системы.

Укрупненная структурная схема элементарной микропроцессорной системы. Назначение основных функциональных узлов.

Для МП характерна 3-х шинная структура: ША, ШД, ШУ.

ПЗУ-память для чтения и хранения констант, программ. ОЗУ-память с произвольным доступом, позволяет оперативно изменять информацию во время работы. Периферийные устройства подсоединяются к шинам интерфейса (шинам МП) не непосредственно, а через программируемый периферийный адаптер (ППА) и программируемый связной адаптер (ПСА), обслуживающие периферийные устройства соответственно с передачей информации параллельным и последовательным кодом. Каждый регистр устройства ввода/вывода (УВВ), связывающий МП с одним внешним устройством называется портом. Взаимодействие элементов микропроцессорной системы между собой и с внешними устройствами осуществляется с помощью специальных аппаратных средств. Они являются программно-управляемыми и подчиняются командам центрального процессора. Совокупность этих аппаратных средств и управляющих программ называется интерфейсом.

МА-по которой передается информация о номере ячейки памяти, порта интерфейса или периферийного устройства, с которым МП обменивается данными.

МУ-по которой передается сигналы определяющие характер и последовательность действий различных узлов микропроцессорной системы, направление и вид информации.

МД-по которой осуществляется обмен информацией внутри микропроцессорной системы и вне ее, определяет формат данных.

RISC и CISC-архитектуры процессоров. Преимущества и недостатки. Примеры современных процессоров с RISC и CISC-архитектурой. 
CISC-процессоры выполня¬ют большой набор команд(200-300) с развитыми возможностями адресации (непосред¬ственная, индексная и т.д.),что усложняет процесс программирования.Команды CISC процессоров неоднородны по своей структуре и длине,их сложно декодировать,что увеличивает расход аппаратных ресурсов.Регистры могут иметь разное функциональное назначение. В RISC-процессо¬рах набор выполняемых команд(команды одной длины(регистры однородны по функциональному значению) и время фиксировано 1 цикл в cisc различной) сокращен до минимума(в основе универсальность).Простоту реализации блока дешифратора. При этом разработчик должен комбинировать команды, чтобы реализовать более сложные операции.RISC более быстродейственна ,чем CISC.
CISC архитектура,но ядро RISC подобная система команд(все современные CPU пень 4,Celeron,athlon,duron). ‘чистый CISC’—intel 80286 80386.’чистый RISC’—Intel семейства Itanium.

1    Определение микропроцессора. Общие сведения о микропроцессорных системах. Классификация микропроцессоров.

Микропроцессор-это микроэлектронное программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управляющее процессом.(реализуются в виде одной или нескольких БИС,современные на СБИС)
1971г-4й разрядный МП (4004)    1972г—8й разрядный процессор(8008)
1)По технологии изготовления(PMOS—4004,8008;NMOS---8080,8085;HMOS—8086,80186,Pentium;
CMOS(КМОП)---сигнальные и медийные МП,Athlon,Pentium MMX и др.)
2)По типу архитектуры(однокристальные МП,однокристальные МК,разрядно-модульные МП,CISC и RISC CPU,транспьютеры)
3)По разрядности данных. (2,4,8,16,32,64)
4)По назначению универсальные и специальные МП.
5)По виду обработки информации цифровые и аналоговые.
6)По характеру временной организации работы микропроцессоры делят на синхронные и асинхронные.
По внутренней структуре существует два основных принципа построения микропроцессоров: Гарвардская архитектура, Архитектура Пристонская

Мәтін есептер және оны шешу туралы

Мәтін есептер өмірдегі әрқилы оқиғаларды математикалық тәуелділік түрінде тұжырымдайтындықтан оқушылардың игерген білімін өмірмен ұштастырып, қажеттілікке жаратуға дағдыланумен қатар,  логикалық ойлау қабілетін жетілдіруге зор ықпал ететіндіктен, олардың математикалық дарынын жетілдіріп, ой өрісін кеңейтуде маңызды орын иеленеді.

Мәтін есептерді мазмұнына қарай: іс әрекеттік тәуелділік есептері,  сандық тәуелділік есептері деп екі топқа бөлуге болады.

1. Іс әрекеттік тәуел
2. ділік есептеріне:

  Әр түрлі қозғалысқа байланысты есептер, жұмыс, өнім, кіріс, шығысқа байланысты экономикалық мағаналы есептер,  әр түрлі қоспалар жасау, құйу, таразылыу сияқты өлшеу есептерін жатқызуға болады.

Сызықтық  Диофант теңдеу  шешу

             және a, b қатар нольге тең болмайтын (кемінде біреуі нольден өзгеше) жағдайда     (1) теңдеуінің бүтін шешімін табу есебі сызықтық Диофант теңдеу шешу деп аталады.

         Ең әуелі Сызықтық Диофант теңдеудің (кемінде бір) бүтін шешімі болуының қажетті шартын анықтайық. Немесе (1) теңдеуінің бүтін шешімі болу үшін қандай шарт орындалуы қажет екеніне тоқталайық.

         a, b сандарының ең үлкен ортақ бөлгішін d деп белгілейік. . Бұдан   болатындықтан  болуы шарт. Олай болса с-саны d-ге бөлінбесе (еселік болмаса) теңдеуінің бүтін шешімі болуы мүмкін емес. 

Жай және құрама сандар

 

Теорема 1. Кез келген құрама санды жай сандардың көбейтіндісіне бір мәнді жіктеуге болады.

Дәлелдеме:   m  құрама саны анықтама бойынша       1 < m₁; m₂ < m,   түрінде жазылады.                      m₁ ; m₂-лерде құрама сан бар болса ол тағы өзі және бірден өзге екі санның көбейтіндісі түрінде жазылатын болады. Осы амалды қайталау арқылы барлық көбейткіштерді жай сан түріне келтіре аламыз.

m-саны шектеулі бүтін сан болғандықтан көбейткіштерге жіктеу амалы шектеусіз жалғасу мүмкін емес екені түсінікті. Жай көбейткішке жіктеу нәтижесінде m саны жай сандардың дәрежелерінің көбейтіндісі түрінде жазылатын болады.