Что такое устройство управления
Перейти к содержимому

Что такое устройство управления

  • автор:

Устройство управления компьютера

Информационные технологии

Устро́йство управле́ния компью́тера, реализует функцию управления ходом вычислений в компьютере, обеспечивая согласованную работу всех его блоков посредством управляющих сигналов , вырабатываемых в соответствии с исполняемой программой ; является неотъемлемой частью центрального процессора (ЦП). В состав устройства управления (состоит из управляющей и адресной частей) входят регистры памяти (для хранения информации, необходимой в ходе выполнения текущей команды), счётчик команд с адресом следующей команды, регистр команд, в котором хранится код выполняемой в данный момент операции, узел прерываний и приоритетов и устройство, которое на основе декодирования команды вырабатывает определённую последовательность управляющих сигналов.

Устройство управления в простейшем случае извлекает из памяти очередную команду исполняемой программы, расшифровывает её, преобразовывает в последовательность элементарных действий и выдаёт импульсы управления его основным блокам – арифметическому устройству (чаще называется арифметико-логическое устройство; АЛУ), устройствам ввода-вывода , устройству управления памятью и др. Например, команда сложения может распадаться на 4 элементарных действия: «направь содержимое регистра А в АЛУ», «направь содержимое регистра Б в АЛУ», «выполни сложение в АЛУ», «направь результат из АЛУ в регистр В». После завершения выдачи всех импульсов управления для исполнения текущей команды устройство управления считывает код следующей команды и процесс повторяется. Работа устройства управления синхронизирована с остальными блоками посредством тактовых импульсов. Элементарные действия, выполняемые в течение одного такта, называются микрооперациями; совокупность одновременно выполняемых микроопераций образует микрокоманду; последовательность микрокоманд, определяющая порядок реализации машинной команды, составляет микропрограмму. В зависимости от способа формирования микрокоманд различают устройство управления с «жёсткой логикой» (аппаратная реализация, в которой выходные сигналы управления реализуются за счёт однажды соединённых схем комбинаторной логики) и программируемой (гибкой) логикой (микропрограммная реализация устройства управления). При микропрограммной реализации устройства управления в его состав вводится запоминающее устройство (ЗУ; наиболее часто используют быстродействующие программируемые логические матрицы), последовательно выдающее заданный набор микрокоманд (микрокод) в ответ на дешифрацию машинной команды. Набор микрокоманд и последовательность их реализации обеспечивают выполнение любой сложной машинной команды. Программирование микрокоманд называется микропрограммированием, а способ управления командами путём последовательного считывания и интерпретации микрокоманд из ЗУ, а также использования кодов микрокоманд для генерации управляющих сигналов называют микропрограммным принципом управления. Идею микропрограмм управления исполнением команд предложил в 1951 г. М. Уилкс .

Микропрограммная реализация устройства управления получила наибольшее распространение в ЦП компьютеров с полным набором команд; для ЦП с сокращённым набором команд используют устройство управления с «жёсткой логикой».

Опубликовано 24 октября 2022 г. в 17:03 (GMT+3). Последнее обновление 24 октября 2022 г. в 17:03 (GMT+3). Связаться с редакцией

Информация

Информационные технологии

Области знаний: Архитектура и устройства ЭВМ

  • Научно-образовательный портал «Большая российская энциклопедия»
    Свидетельство о регистрации СМИ ЭЛ № ФС77-84198,
    выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 15 ноября 2022 года.
    ISSN: 2949-2076
  • Учредитель: Автономная некоммерческая организация «Национальный научно-образовательный центр «Большая российская энциклопедия»
    Главный редактор: Кравец С. Л.
    Телефон редакции: +7 (495) 917 90 00
    Эл. почта редакции: secretar@greatbook.ru
  • © АНО БРЭ, 2022 — 2024. Все права защищены.
  • Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
    Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.
  • Условия использования информации. Вся информация, размещенная на данном портале, предназначена только для использования в личных целях и не подлежит дальнейшему воспроизведению.
    Медиаконтент (иллюстрации, фотографии, видео, аудиоматериалы, карты, скан образы) может быть использован только с разрешения правообладателей.

Устройство управления

Компьютер условно можно разделить на два основных блока: операционный и управляющий. Для реализации любой команды необходимо на соответствующие управляющие входы любого устройства компьютера подать определенным образом распределенную во времени последовательность управляющих сигналов. Часть цифрового вычислительного устройства, предназначенная для выработки этой последовательности, называется устройством управления .

Любое действие, выполняемое в операционном блоке, описывается некоторой микропрограммой и реализуется за один или несколько тактов. Элементарная функциональная операция, выполняемая за один тактовый интервал и приводимая в действие управляющим сигналом, называется микрооперацией. Например, в спроектированном АЛУ для умножения чисел в первом такте выполняются следующие микрооперации: TX=0, TY=0, RGX=|X|, RGY=|Y|, RGZ=0. Совокупность микроопераций, выполняемых в одном такте, называется микрокомандой (МК). Если все такты должны иметь одну и ту же длину, а именно это имеет место при работе компьютера, то она устанавливается по самой продолжительной микрооперации. Микрокоманды, предназначенные для выполнения некоторой функционально законченной последовательности действий, образуют микропрограмму . Например, микропрограмму образует набор микрокоманд для выполнения команды умножения.

Устройство управления предназначено для выработки управляющих сигналов, под воздействием которых происходит преобразование информации в арифметико-логическом устройстве, а также операции по записи и чтению информации в/из запоминающего устройства.

Устройства управления делятся на:

  • УУ с жесткой, или схемной логикой и
  • УУ с программируемой логикой ( микропрограммные УУ ).

В устройствах управления первого типа для каждой команды, задаваемой кодом операции, строится набор комбинационных схем, которые в нужных тактах вырабатывают необходимые управляющие сигналы.

В микропрограммных УУ каждой команде ставится в соответствие совокупность хранимых в специальной памяти слов — микрокоманд. Каждая из микрокоманд содержит информацию о микрооперациях, подлежащих выполнению в данном такте, и указание, какое слово должно быть выбрано из памяти в следующем такте.

Схемное устройство управления

Устройство управления схемного типа (рис. 1) состоит из:

  • датчика сигналов, вырабатывающего последовательность импульсов, равномерно распределенную во времени по своим шинам ( рис. 2) ( n — общее количество управляющих сигналов, необходимых для выполнения любой операции; m — количество тактов, за которое выполняется самая длинная операция);
  • блока управления операциями, осуществляющего выработку управляющих сигналов, то есть коммутацию сигналов, поступающих с ДС, в соответствующем такте на нужную управляющую шину;
  • дешифратора кода операций, который дешифрирует код операции команды, присутствующей в данный момент в регистре команд, и возбуждает одну шину, соответствующую данной операции; этот сигнал используется блоком управления операциями для выработки нужной последовательности управляющих сигналов.

Рис. 1. Функциональная схема схемного устройства управления

Рис. 2. Временная диаграмма работы датчика сигналов

Датчик сигналов обычно реализуется на основе счетчика с дешифратором или на сдвиговом регистре.

Датчик сигналов на основе счетчика с дешифратором

Реализация датчика сигналов на основе счетчика с дешифратором представлена на рис. 3. По заднему фронту каждого тактового импульса, поступающего на устройство управления с системного генератора импульсов, счетчик увеличивает свое состояние; выходы счетчика соединены со входами дешифратора, выходы которого и являются выходами датчика сигналов (рис. 4).

Рис. 3. Схема датчика сигналов на основе счетчика с дешифратором

Рис. 4. Временная диаграмма работы датчика сигналов на основе счетчика с дешифратором

Датчик сигналов на сдвиговом регистре

Проектирование датчика сигналов на сдвиговом регистре требует лишь его «закольцовывания», то есть соединения выхода последнего разряда с входом, через который в регистр заносится информация при сдвиге, и первоначальной установки (рис. 5). В начальном состоянии регистр содержит «1» только в разряде 0. Входы параллельной загрузки регистра для его начальной установки и соответствующий этой операции управляющий вход регистра на схеме не показаны.

Рис. 5. Схема датчика сигналов на основе регистра сдвига

Временная диаграмма работы этой схемы приведена на рис. 6.

Рис. 6. Временная диаграмма работы датчика сигналов на основе регистра сдвига

Наиболее сложной частью схемного устройства управления является блок управления операциями. Он представляет собой нерегулярную схему, структура которой определяется системой команд и составом оборудования процессора. Такое УУ может быть реализовано в виде специализированной интегральной схемы.

Структурная схема микропрограммного устройства управления

Микропрограммное устройство управления представлено на рис. 7. Преобразователь адреса микрокоманды преобразует код операции команды, присутствующей в данный момент в регистре команд, в начальный адрес микропрограммы, реализующей данную операцию, а также определяет адрес следующей микрокоманды выполняемой микропрограммы по значению адресной части текущей микрокоманды.

Рис. 7. Функциональная схема микропрограммного устройства управления (УСi — управляющие сигналы, вырабатываемые устройством управления)

На табл 1 приведен пример микропрограммы для выполнения операции умножения чисел в дополнительном коде. Предполагается, что начальный адрес микропрограммы равен 300, количество разрядов множителя равно 2, а адресная часть микрокоманды содержит адрес микрокоманды, которая должна быть выбрана в следующем такте. В последней микрокоманде в регистр команд загрузится очередная команда, код операции которой определит начальный адрес очередной микропрограммы. В реальных микропрограммных устройствах управления формирование адреса следующей микрокоманды проводится более сложным образом, учитывающим возможности ветвлений и циклического повторения отдельных фрагментов микропрограмм.

Таблица 1. Микропрограмма выполнения операции умножения

Адрес МК УС1 УС2 УС3 УС4 УС5 УС6 Сигнал записи в РК Адрес следующей МК
300 1 0 1 0 0 1 0 301
301 0 0 0 0 1 0 0 302
302 0 1 0 1 0 0 0 303
303 0 0 0 0 1 0 0 304
304 0 1 0 1 0 0 1 Х

Из анализа структуры и принципов работы схемного и микропрограммного устройств управления видно, что УУ первого типа имеют сложную нерегулярную структуру, которая требует специальной разработки для каждой системы команд и должна практически полностью перерабатываться при любых модификациях системы команд. В то же время оно имеет достаточно высокое быстродействие, определяемое быстродействием используемого элементного базиса.

Устройство управления, реализованное по микропрограммному принципу, может легко настраиваться на возможные изменения в операционной части ЭВМ. При этом настройка во многом сводится лишь к замене микропрограммной памяти. Однако УУ этого типа обладают худшими временными показателями по сравнению с устройствами управления на жесткой логике.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

ЭВМ, координирует совм. работу процессора, внеш. памяти, устройств ввода-вывода и др. посредством управляющих сигналов, вырабатываемых У. у. в соответствии с реализуемой программой.

Естествознание. Энциклопедический словарь .

Смотреть что такое «УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ» в других словарях:

  • устройство управления — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN control unitCU … Справочник технического переводчика
  • устройство управления — 3.10 устройство управления: Устройство для обработки информации, поступающей по каналу связи и формирования и выдачи управляющих команд УРП в соответствии с управляющей программой. Источник: ГОСТ Р … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
  • устройство управления — valdymo įtaisas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control gear; control unit; drive unit vok. Steuereinheit, f; Steuergerät, n rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. bloc de commande, m; unité de commande, f … Automatikos terminų žodynas
  • устройство управления — valdymo įtaisas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas tam tikram objektui valdyti. atitikmenys: angl. control device; control unit vok. Steuereinheit, f; Steuerwerk, n rus. управляющее устройство, n; устройство… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
  • устройство управления — valdymo įtaisas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. control arrangement; control gear; control unit vok. Steueranlage, f; Steuergerät, n; Steuerungseinrichtung, f rus. управляющее устройство, n; устройство управления, n pranc. dispositif… … Fizikos terminų žodynas
  • устройство управления — valdymo įrenginys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. control equipment; control gear vok. Steuereinrichtung, f; Steuergerät, n rus. устройство управления, n pranc. dispositif de commande, f; dispositif de contrôle, m … Automatikos terminų žodynas
  • устройство управления — valdiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Specialus procesorius kitiems įtaisams, įrenginiams ar sistemoms valdyti. atitikmenys: angl. controller vok. Kontroller, m; Steuereinheit, f rus. контроллер, m; устройство… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
  • устройство управления — valdiklis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, valdantis automatinį mėginių ėmiklį, kuriuo imamas tipinis mėginys. atitikmenys: angl. controller vok. Kontroller, m; Steuereinheit, f rus. контроллер, m; устройство… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
  • устройство управления — valdiklis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. controller vok. Kontroller, m; Steuereinheit, f rus. контроллер, m; устройство управления, n pranc. contrôleur, m … Fizikos terminų žodynas
  • устройство управления с автоматическим возвратом в исходное положение — Устройство управления, которое приводит в действие и поддерживает работу элементов машины только при воздействии на орган ручного управления. Орган ручного управления автоматически возвращается в позицию останова, когда его отпускают. [ГОСТ ЕН… … Справочник технического переводчика
  • устройство управления ограниченным перемещением — Управляющее устройство, однократное приведение в действие которого совместно с системой управления машины допускает только ограниченное перемещение какого либо элемента машины. [ГОСТ Р ИСО 12100 1:2007] устройство управления ограниченным… … Справочник технического переводчика

Устройство управления

Управля́ющий автома́т, устро́йство управле́ния проце́ссором (УУ) — блок, устройство, компонент аппаратного обеспечения компьютеров. Представляет собой конечный дискретный автомат. Структурно устройство управления состоит из: дешифратора команд (операций), регистра команд, узла формирования (вычисления) текущего исполнительного адреса, счётчика команд.

УУ современных процессоров обычно реализуются в виде микропрограммного автомата и в этом случае УУ включает в себя ПЗУ микрокоманд.

УУ предназначено для формирования сигналов управления для всех блоков машины.

В архитектуре фон Неймана является неотъемлемой частью центрального процессора.

Связанные понятия

Арифме́тико-логи́ческое устро́йство (АЛУ) (англ. arithmetic and logic unit, ALU) — блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными, называемыми в этом случае операндами. Разрядность операндов обычно называют размером или длиной машинного слова.

Регистровый файл (register file) — модуль микропроцессора (CPU), содержащий в себе реализацию регистров процессора. Современные регистровые файлы, используемые в СБИС, обычно реализованы как многопортовый массив быстрой статической памяти SRAM. Такие массивы SRAM отличаются явным разделением портов чтения и записи, тогда как классическая многопортовая SRAM обычно позволяет как читать, так и записывать через любой порт.

Регистр — устройство для записи, хранения и считывания n-разрядных двоичных данных и выполнения других операций над ними.

Счётчик кома́нд (также PC = program counter, IP = instruction pointer, IAR = instruction address register, СЧАК = счётчик адресуемых команд) — регистр процессора, который указывает, какую команду нужно выполнять следующей.

Разработка синхронных цифровых интегральных схем на уровне передач данных между регистрами (англ. register transfer level, RTL — уровень регистровых передач) — способ разработки синхронных (англ.) цифровых интегральных схем, при применении которого работа схемы описывается в виде последовательностей логических операций, применяемых к цифровым сигналам (данным) при их передаче от одного регистра к другому (не описывается, из каких электронных компонентов или из каких логических вентилей состоит схема.

Упоминания в литературе

Передача управления может происходить по условию или в обязательном порядке. Это позволяет осуществлять разветвление алгоритмов или организовывать циклическое выполнение группы. Выполненные команды устройство управления выводит на устройства ввода-вывода и переводит компьютер в режим ожидания новой программы.

В обоих случаях синтезатор получает от управляющего устройства или программы последовательность команд, а выдает оцифрованный звук – последовательность мгновенных значений сигнала, сгенерированного им самим. Команды или данные, передаваемые любому синтезатору, описываются спецификацией MIDI (Musical Instrument Digital Interface – цифровой интерфейс музыкальных инструментов). Эта спецификация, или стандарт, включает в себя и требования к аппаратным средствам, например кабелям и разъемам, и договоренности о способах кодирования данных. Для нас существенно последнее. Устройство управления , например подключенная к компьютеру внешняя MIDI-клавиатура, или программа, например Sound Forge, отправляет синтезатору команды MIDI.

Клавиатура является устройством управления компьютером, предназначенным для ввода данных и команд. Клавиатура имеет 5 групп полей, показанных на рис. 1.10.

Вообще-то правильно называть их «планшетные комьпютеры», потому что название «планшет» уже занято – так называют специальные устройства управления курсором, позволяющие рисовать «от руки» с помощью компьютера. Если в поисковой строке «Яндекса» набрать слово планшет, то большая часть ссылок будет вести на описания этого типа манипуляторов. Но пользователи быстро привыкли к новой разновидности компьютеров, и в разговорном языке слово «планшет» уже однозначно «прилипло» к ним.

Как правило, джойстик, кроме механического устройства управления движением, снабжается рядом дополнительных кнопок, которые можно программировать в зависимости от потребностей игры.

Связанные понятия (продолжение)

Тактовый сигнал или синхросигнал — сигнал, использующийся для согласования операций одной или более цифровых схем.

Адресация — осуществление ссылки (обращение) к устройству или элементу данных по его адресу; установление соответствия между множеством однотипных объектов и множеством их адресов; метод идентификации местоположения объекта.

В информатике термин инструкция обозначает одну отдельную операцию процессора, определённую системой команд. В более широком понимании, «инструкцией» может быть любое представление элемента исполнимой программы, такой как байт-код.

Универсальный асинхронный приёмопередатчик (УАПП, англ. Universal Asynchronous Receiver-Transmitter, UART) — узел вычислительных устройств, предназначенный для организации связи с другими цифровыми устройствами. Преобразует передаваемые данные в последовательный вид так, чтобы было возможно передать их по одной физической цифровой линии другому аналогичному устройству. Метод преобразования хорошо стандартизован и широко применяется в компьютерной технике (особенно во встраиваемых устройствах и системах.

Предвыборка кода — это выдача запросов со стороны процессора в оперативную память для считывания инструкций заблаговременно, до того момента, как эти инструкции потребуется исполнять. В результате этих запросов, инструкции загружаются из памяти в кэш. Когда инструкции, потребуется исполнять, доступ к ним будет осуществляться значительно быстрее, так как задержка при обращении в кэш на порядки меньше, чем при обращении в оперативную память.

Самомодифицирующийся код (СМК) — программный приём, при котором приложение создаёт или изменяет часть своего программного кода во время выполнения. Такой код обычно применяют в программах, написанных под процессор с фон-неймановской организацией памяти.

Прерывание (англ. interrupt) — сигнал от программного или аппаратного обеспечения, сообщающий процессору о наступлении какого-либо события, требующего немедленного внимания. Прерывание извещает процессор о наступлении высокоприоритетного события, требующего прерывания текущего кода, выполняемого процессором. Процессор отвечает приостановкой своей текущей активности, сохраняя свое состояние и выполняя функцию, называемую обработчиком прерывания (или программой обработки прерывания), которая реагирует.

Счётчик числа импульсов — устройство, на выходах которого получается двоичный (двоично-десятичный) код, определяемый числом поступивших импульсов. Счётчики могут строиться на двухступенчатых D-триггерах, T-триггерах и JK-триггерах.

Ассоциативная память (АП) или ассоциативное запоминающее устройство (АЗУ) является особым видом машинной памяти, используемой в приложениях очень быстрого поиска. Известна также как память, адресуемая по содержимому, ассоциативное запоминающее устройство, контентно-адресуемая память или ассоциативный массив, хотя последний термин чаще используется в программировании для обозначения структуры данных (Hannum и др., 2004).

Адрес — символ или группа символов, которые идентифицируют регистр, отдельные части памяти или некоторые другие источники данных, либо место назначения информации.

Ввод-вывод через порты (англ. I/O ports) — схемотехническое решение, организующее взаимодействие процессора и устройств ввода-вывода. Противоположность вводу-выводу через память.

Код операции, операционный код, опкод — часть машинного языка, называемая инструкцией и определяющая операцию, которая должна быть выполнена.

Шина адреса — компьютерная шина, используемая центральным процессором или устройствами, способными инициировать сеансы DMA, для указания физического адреса слова ОЗУ (или начала блока слов), к которому устройство может обратиться для проведения операции чтения или записи.

Параллелизм на уровне команд (англ. Instruction-level parallelism — ILP) является мерой того, какое множество операций в компьютерной программе может выполняться одновременно. Потенциальное совмещение выполнения команд называется «параллелизмом на уровне команд».

Обработчик прерываний (или процедура обслуживания прерываний) — специальная процедура, вызываемая по прерыванию для выполнения его обработки. Обработчики прерываний могут выполнять множество функций, которые зависят от причины, которая вызвала прерывание.

Конве́йер — способ организации вычислений, используемый в современных процессорах и контроллерах с целью повышения их производительности (увеличения числа инструкций, выполняемых в единицу времени — эксплуатация параллелизма на уровне инструкций), технология, используемая при разработке компьютеров и других цифровых электронных устройств.

Модуль предсказания переходов (прогнозирования ветвлений) (англ. branch prediction unit) — устройство, входящее в состав микропроцессоров, имеющих конвейерную архитектуру, предсказывающее, будет ли выполнен условный переход в исполняемой программе. Предсказание ветвлений позволяет сократить время простоя конвейера за счёт предварительной загрузки и исполнения инструкций, которые должны выполниться после выполнения инструкции условного перехода. Прогнозирование ветвлений играет критическую роль, так.

Блок управления памятью или устройство управления памятью (англ. memory management unit, MMU) — компонент аппаратного обеспечения компьютера, отвечающий за управление доступом к памяти, запрашиваемым центральным процессором.

Многоканальный режим (англ. Multi-channel architecture) — режим работы оперативной памяти (RAM) и её взаимодействия с материнской платой, процессором и другими компонентами компьютера, при котором может быть увеличена скорость передачи данных между ними за счёт использования сразу нескольких каналов для доступа к объединённому банку памяти (это можно проиллюстрировать на примере ёмкостей, через горлышко одной из которых жидкость будет выливаться дольше, чем из двух других с такими же общим суммарным.

Когерентность кэша (англ. cache coherence) — свойство кэшей, означающее целостность данных, хранящихся в локальных кэшах для разделяемого ресурса. Когерентность кэшей — частный случай когерентности памяти.

Mультипле́ксор — устройство, имеющее несколько сигнальных входов, один или более управляющих входов и один выход. Мультиплексор позволяет передавать сигнал с одного из входов на выход; при этом выбор желаемого входа осуществляется подачей соответствующей комбинации управляющих сигналов.

Сегментная адресация памяти — схема логической адресации памяти компьютера в архитектуре x86. Линейный адрес конкретной ячейки памяти, который в некоторых режимах работы процессора будет совпадать с физическим адресом, делится на две части: сегмент и смещение. Сегментом называется условно выделенная область адресного пространства определённого размера, а смещением — адрес ячейки памяти относительно начала сегмента. Базой сегмента называется линейный адрес (адрес относительно всего объёма памяти.

Микроко́д — программа, реализующая набор инструкций процессора. Так же как одна инструкция языка высокого уровня преобразуется в серию машинных инструкций, в процессоре, использующем микрокод, каждая машинная инструкция реализуется в виде серии микроинструкций — микропрограммы, микрокода.

Атомарная (атом от греч. atomos — неделимое) операция — операция, которая либо выполняется целиком, либо не выполняется вовсе; операция, которая не может быть частично выполнена и частично не выполнена.

Буфер ассоциативной трансляции (англ. Translation lookaside buffer, TLB) — это специализированный кэш центрального процессора, используемый для ускорения трансляции адреса виртуальной памяти в адрес физической памяти.

Аналого-цифровые преобразователи прямого преобразования (англ. flash ADC, direct-conversion ADC) являются самыми быстрыми из АЦП, но требуют больших аппаратных затрат. .

Внеочередное исполнение (англ. out-of-order execution) машинных инструкций — исполнение машинных инструкций не в порядке следования в машинном коде (как было при выполнении инструкций по порядку (англ. in-order execution)), а в порядке готовности к выполнению. Реализуется с целью повышения производительности вычислительных устройств. Среди широко известных машин впервые в существенной мере реализована в машинах CDC 6600 компании Control Data и IBM System/360 Model 91 компании IBM.

Триггер (триггерная система) — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения. По характеру действия триггеры относятся к импульсным устройствам — их активные элементы (транзисторы, лампы) работают в ключевом режиме, а смена состояний длится очень короткое время.

Разрядность числа в математике — количество числовых разрядов, необходимых для записи этого числа в той или иной системе счисления. Разрядность числа иногда также называется его длиной.

Кодогенерация — часть процесса компиляции, когда специальная часть компилятора, кодогенератор, конвертирует синтаксически корректную программу в последовательность инструкций, которые могут выполняться на машине. При этом могут применяться различные, в первую очередь машинно-зависимые оптимизации. Часто кодогенератор является общей частью для множества компиляторов. Каждый из них генерирует промежуточный код, который подаётся на вход кодогенератору.

Переключение контекста (англ. context switch) — в многозадачных ОС и средах — процесс прекращения выполнения процессором одной задачи (процесса, потока, нити) с сохранением всей необходимой информации и состояния, необходимых для последующего продолжения с прерванного места, и восстановления и загрузки состояния задачи, к выполнению которой переходит процессор.

В информатике бу́фер (англ. buffer), мн. ч. бу́феры — это область памяти, используемая для временного хранения данных при вводе или выводе. Обмен данными (ввод и вывод) может происходить как с внешними устройствами, так и с процессами в пределах компьютера. Буферы могут быть реализованы в аппаратном или программном обеспечении, но подавляющее большинство буферов реализуется в программном обеспечении. Буферы используются, когда существует разница между скоростью получения данных и скоростью их обработки.

В императивном программировании порядок выполнения (порядок исполнения, порядок вычислений) — это способ упорядочения инструкций программы в процессе её выполнения.

Шина данных — часть системной шины, предназначенная для передачи данных между компонентами компьютера.

Латентность (в т.ч. англ. CAS Latency, CL; жарг. тайминг) — временна́я задержка сигнала при работе динамической оперативной памяти со страничной организацией, в частности, SDRAM. Эти временны́е задержки также называют таймингами и для краткости записывают в виде трех чисел, по порядку: CAS Latency, RAS to CAS Delay и RAS Precharge Time. От них в значительной степени зависит пропускная способность участка «процессор-память» и задержки чтения данных из памяти и, как следствие, быстродействие системы.

Машинное слово — машинно-зависимая и платформозависимая величина, измеряемая в битах или байтах (тритах или трайтах), равная разрядности регистров процессора и/или разрядности шины данных (обычно некоторая степень двойки).

В информатике и теории автоматов состояние цифровой логической схемы или компьютерной программы является техническим термином для всей хранимой информации, к которой схема или программа в данный момент времени имеет доступ. Вывод данных цифровой схемы или компьютерной программы в любой момент времени полностью определяется его текущими входными данными и его состоянием.

Демультиплексор — это логическое устройство, предназначенное для переключения сигнала с одного информационного входа на один из информационных выходов. Таким образом, демультиплексор в функциональном отношении противоположен мультиплексору. На схемах демультиплексоры обозначают через DMX или DMS.

Защита памяти (англ. Memory protection) — это способ управления правами доступа к отдельным регионам памяти. Используется большинством многозадачных операционных систем. Основной целью защиты памяти является запрет доступа процессу к той памяти, которая не выделена для этого процесса. Такие запреты повышают надёжность работы как программ, так и операционных систем, так как ошибка в одной программе не может повлиять непосредственно на память других приложений. Следует различать общий принцип защиты.

Реги́стровое окно́ — один из методов организации работы с регистрами процессора, применяемый для снижения накладных расходов на работу со стеком при вызовах подпрограмм.

Сравнение с обменом (англ. compare and set, compare and swap, CAS) — атомарная инструкция, сравнивающая значение в памяти с одним из аргументов, и в случае успеха записывающая второй аргумент в память. Поддерживается в семействах процессоров x86, Itanium, Sparc и других.

Иерархия компьютерной памяти — концепция построения взаимосвязи классов разных уровней компьютерной памяти на основе иерархической структуры.

Объём жёсткого диска (также используются термины размер, ёмкость) — максимальное количество информации, которое способен вместить жёсткий магнитный диск.

Кэш микропроцессора — кэш (сверхоперативная память), используемый микропроцессором компьютера для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Является одним из верхних уровней иерархии памяти. Кэш использует небольшую, очень быструю память (обычно типа SRAM), которая хранит копии часто используемых данных из основной памяти. Если большая часть запросов в память будет обрабатываться кэшем, средняя задержка обращения к памяти будет приближаться к задержкам работы кэша.

Би́товое поле (англ. bit field) в программировании — некоторое количество бит, расположенных последовательно в памяти, значение которых процессор не способен прочитать из-за особенностей аппаратной реализации.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *