Исследование работы АЛУ и кэш-памяти
Принципы работы кэш-памяти. Исследование сумматоров, схема и диаграмма. Особенности работы мультиплексоров и демультиплексоров. Шифратор типа 74147N, принцип действия. Триггер как цифровой автомат, имеющий два устойчивых состояния равновесия 0 либо 1.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.05.2014 |
| Размер файла | 110,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторная работа № 7
Тема: «Исследование работы АЛУ и кэш-памяти»
Цель работы: Исследовать работу АЛУ и кэш-памяти.
Оборудование: Персональный компьютер.
Программное обеспечение: Electronics Workbench, учебная ЭВМ.
Наглядные пособия: Руководство по выполнению задания, лекционный материал.
Порядок выполнения
С помощью учебной ЭВМ исследовать работу кэш памяти (учебная ЭВМ находиться на program$,в папке Задание 2).
Исследовать работу полусумматора (см. Задание №2).
Исследовать работу одноразрядного двоичного сумматора (см. Задание №3).
Исследовать работу сумматора (см. Задание №4).
Исследовать работу мультиплексора (см. Задание №5).
Исследовать работу демультиплексора (см. Задание №6).
Исследовать работу дешифратора (см. Задание №7).
Исследовать работу шифратора (см. Задание №8).
Исследовать работу асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ (см. Задание №9).
Исследовать работу синхронного RS-триггера на элементах И-НЕ (см. Задание №10).
Исследовать работу двухтактного RS-триггера на элементах И-НЕ (см. Задание №11).
Исследовать JK - триггер (см. Задание №12).
Часть 1. «Изучение принципов работы кэш-памяти»
Задание:
Набрать программу 1 .
Записать изменения кэш-памяти в отчет.
Изменить количество ячеек памяти с 4 до 8.
Записать программу 2.
Записать изменения ячеек кэш памяти при выполнении программы 2.
Изменить количество ячеек памяти с 4 до 8.
Программа 1.
WR #12
WR 10
WR @10
ADD 12
WR R0
SUB 10
PUSH R0
При 4 ячейках памяти установить параметры КЭШа: режим записи- сквозная, алгоритм замещения -без учета бита записи, случайное замещение.
При 8 ячейках памяти режим записи- обратная, алгоритм замещения -с учетом бита записи, очередь.
Программа 2.
RD #11
WR R2
WR -@R2
PUSH R2
CALL 005
POP R3
RET
При 4 ячейках памяти установить параметры КЭШа: режим записи- сквозная, алгоритм замещения -без учета бита записи, бит использования.
При 8 ячейках памяти режим записи- обратная, алгоритм замещения -с учетом бита записи, очередь .
ПОРЯДОК РАБОТЫ: Для программы 1 и2
Ввести в модель учебной ЭВМ текс программы, ассемблировать его и сохранить на диске в виде txt-файла.
Установить параметры кэш-памяти размером 4 ячейки, выбрать режим записи и алгоритм замещения в соответствии с первой строкой своего варианта.
В шаговом режиме выполнить программу, фиксируя после каждого шага состояние кэш-памяти.
Установить размер кэш-памяти на 8 ячеек и выполнить программу в шаговом режиме еще раз.
Часть 2. «Исследование сумматоров»
Задание №2 Исследуйте работу полусумматора:
Рис. 1 - Схема полусумматора
Рис. 2 - Диаграмма работы полусумматора
Задание №3
Исследуйте работу одноразрядного двоичного сумматора:
Рис. 3 - Схема одноразрядного двоичного сумматора
Рис. 4 - Диаграмма работы одноразрядного двоичного сумматора
память шифратор мультиплексор триггер
Часть 3. «Исследование мультиплексоров и демультиплексоров»
Задание №4 Исследуйте работу мультиплексора, в соответствии с вариантом:
|
В-1 |
В-2 |
В-3 |
В-4 |
В-5 |
||
|
74150N |
74151N |
74153N |
74251J |
74251N |
Задание №5 Исследуйте работу демультиплексора, в соответствии с вариантом:
|
В-1 |
В-2 |
||
|
74155N |
74156N |
Часть 4. «Исследование дешифраторов и шифраторов»
Задание №6 Исследуйте работу дешифратора, в соответствии с вариантом:
|
В-1 |
В-2 |
В-3 |
||
|
74145N |
7442N |
74LS42D |
Задание №7 Исследуйте работу шифратора типа 74147N.
Часть 5: «Исследование триггеров»
Краткие теоретические сведения
Триггер - цифровой автомат, имеющий два устойчивых состояния равновесия либо 0, либо 1.
Типы триггеров:
Триггер типа RS имеет два входа раздельной установки в нулевое и единичное состояния. Воздействие по входу S (обозначен по первой букве слова set - установка) приводит триггер в единичное состояние, а воздействие по входу R (от первой буквы слова reset - сброс) - в нулевое. Одновременная подача сигналов S и R не допускается, что является недостатком для RS-триггера.
Триггер типа D (от слова delay - задержка) принимает информацию по одному входу и реализует функцию временной задержки. D-триггер имеет только режимы установки 1 и 0. В связи с этим несинхронизируемый D-триггер не применяется, т.к. его выход будет просто повторять входной сигнал.
Рис. 5 - Условное обозначение D-триггера
Параметры синхронного D- триггера:
D - информационный вход триггера C - синхронизирующий вход S - установка 1 R - установка 0 Q - информационный выход Q^ - инверсный информационный выход Параметры S и R служат для задания начальных условий.
Триггер типа JK - универсален, с раздельной установкой нулевого и единичного состояния, в зависимости от соединения его входов он может работать как RS, T, D триггера. В отличие от триггера типа RS в нем не запрещена одновременная подача сигналов на оба входа. Входы J и K эквивалентны входам S и R установки триггера соответственно в состояния “1” и “0”.При объединении входов J и K и при подаче на них счетных импульсов. Вход J при раздельном использовании входов играет роль входа установки в единицу, а вход K - роль входа установки в нуль.
Рис. 6 - Условное обозначение JK-триггера
Параметры синхронного JK-триггера:
C - синхронизирующий вход J и K - информационные входы триггера S - установка 1 R - установка 0 Q - информационный выход Q^ - инверсный информационный выход Параметры S и R служат для задания начальных условий.
Триггер типа T называется триггером со счетным входом (или счетным триггером). Он изменяет свое состояние на противоположное каждый раз, когда на его вход приходит очередной сигнал. Обозначение триггера пришло от первой буквы анг.слова toggle-защелка.
Задание №9 Исследуйте работу асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ (Рис. 7):
Рис. 7 - Схема асинхронного RS-триггера на элементах И-НЕ
Рис. 8 - Диаграмма работы асинхронного RS-триггера
Задание №10 Исследуйте работу синхронного RS-триггера на элементах И-НЕ (Рис. 9):
Рис. 9 - Схема синхронного RS-триггера
Рис. 10 - Диаграмма работы синхронного RS-триггера
Задание №11 Исследуйте работу двухтактного RS-триггера на элементах И-НЕ (Рис. 11):
Рис. 11 - Схема двухтактного RS-триггера
Рис. 12 - Диаграмма работы двухтактного RS-триггера
Задание № 12 Исследуйте на выбор любой JK - триггер.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Алгоритмы работы памяти ЭВМ. Исследование стеков типа LIFO и FIFO. Назначение сигналов для работы со стеком LIFO и используемая элементная база для построения функциональной схемы. Исследование ассоциативного запоминающего устройства и двухпортового ОЗУ.
лабораторная работа [1,7 M], добавлен 22.07.2012Проектирование цифрового автомата для выполнения арифметической операции деления двоичных чисел, алгоритм работы. Числа с плавающей запятой. Типы элементов памяти управляющего автомата JK-триггер, не имеющего запрещенных состояний на основных входах.
курсовая работа [747,4 K], добавлен 25.03.2012Характеристика флэш-памяти, особого вида энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти. Исследование особенностей организации флэш-памяти. Общий принцип работы ячейки. Обзор основных типов карт памяти. Защита информации на флеш-накопителях.
презентация [9,3 M], добавлен 12.12.2013Описание нового вида памяти, в которой данные записываются по всему объему памяти при помощи различных углов наклона лазера. Техническое описание принципа работы голографической памяти. Основные части, обеспечивающие голографическое хранение информации.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 17.01.2010Классификация компьютерной памяти. Использование оперативной, статической и динамической оперативной памяти. Принцип работы DDR SDRAM. Форматирование магнитных дисков. Основная проблема синхронизации. Теория вычислительных процессов. Адресация памяти.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 28.05.2016Понятие и принципы построения компьютерной памяти, ее двоичная структура. Архитектура фон Неймана как широко известный принцип совместного хранения команд и данных в памяти компьютера. Аналого-цифровой преобразователь на основе двойного интегрирования.
контрольная работа [166,0 K], добавлен 10.02.2015Разработка алгоритма работы и структуры контроллера кэш-памяти с полностью ассоциативным отображением основной памяти. Представление операционной и управляющей частей черного ящика устройства. Схема алгоритма контроллера кэш на уровне микроопераций.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 19.03.2012Общая схема D-триггера и цифрового автомата Мили. Построение входных и выходных преобразователей в соответствии с таблицами кодирования входных и выходных сигналов. Составление таблиц переходов и выхода состояния автомата Мили. Выбор серии микросхем.
курсовая работа [525,4 K], добавлен 04.11.2012Понятие и функциональные особенности запоминающих устройств компьютера, их классификация и типы, сравнительная характеристика: ROM, DRAM и SRAM. Оценка преимуществ и недостатков каждого типа оперативной памяти, направления и пути их использования.
презентация [118,1 K], добавлен 20.11.2013Понятие и функциональные особенности триггера как важнейшей структурной единицы оперативной памяти компьютера, а также внутренних регистров процессора. Оценка возможностей и сферы практического применения RS-триггера, его назначение, типы и формы.
презентация [402,5 K], добавлен 31.01.2015Характеристика работы сервиса технического обслуживания автомобилей и основные составляющие процесса. Структурная схема модели, временная диаграмма, Q-схема системы и их описание. Сравнение результатов моделирования и машинная программа работы сервиса.
дипломная работа [140,2 K], добавлен 18.06.2011История появления сканера - устройства, которое, анализируя какой-либо объект, создаёт цифровую копию изображения объекта. Технология фотоэлектрического сканирования, получившая впоследствии название телефакс. Типы сканеров, их применение, принцип работы.
презентация [1,6 M], добавлен 06.04.2015Объем двухпортовой памяти, расположенной на кристалле, для хранения программ и данных в процессорах ADSP-2106x. Метод двойного доступа к памяти. Кэш-команды и конфликты при обращении к данным по шине памяти. Пространство памяти многопроцессорной системы.
реферат [28,1 K], добавлен 13.11.2009Принцип работы процессора (одномагистральная структура). Временные диаграммы, описывающие выполнение микроопераций для каждой команды. Структурная схема управляющего автомата на основе памяти с одним полем адреса. Описание процессора на языке Active VHDL.
курсовая работа [621,0 K], добавлен 24.09.2010Типовая структура ПЭВМ. Основные элементы системного блока персонального компьютера, их функциональное назначение. Управление обменом информации. Назначение оперативной памяти ПК, схема и принцип работы. Основные характеристики микросхем памяти.
презентация [1,6 M], добавлен 01.05.2012Составление формальной грамматики, недетерминированный конечный автомат. Построение конечного автомата, программное моделирование работы конечного автомата. Граф детерминированного автомата, Синтаксическая диаграмма. Блок-схемы, примеры разбора строк.
курсовая работа [486,2 K], добавлен 19.11.2010Схема функционирования и алгоритм работы кэш-памяти. Характеристика процесса: среднее время доступа к данным. Проблема согласования данных. Принципы работы дисковой подсистемы ОС. Цели использования, типы и атрибуты файлов. Структура файловой системы.
презентация [109,2 K], добавлен 20.12.2013Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП. Устройство и принципы функционирования оперативной памяти. Эволюция динамической памяти. Модуль памяти EDO-DRAM BEDO (Burst EDO) - пакетная EDO RAM. Модуль памяти SDRAM, DDR SDRAM, SDRAM II.
реферат [16,1 K], добавлен 13.12.2009Анализ использования цифровых автоматов в системах обработки информации и управления технологическими процессами. Знакомство с основными положениями электротехники. Элементы проектирование цифрового автомата, его функционирование и электрическая схема.
курсовая работа [941,6 K], добавлен 22.06.2012Оперативная память - часть памяти компьютера: назначение, функции, способ передачи данных процессору. Современные запоминающие устройства: голографическое, молекулярное, на основе графеновой наноленты и нанотрубках; принцип работы и перспективы развития.
реферат [1,3 M], добавлен 21.04.2011
