Ќазаќстан республикасыныѕ єылым жјне білім министрлігі

1. Тізбектей тасымалдау екілік қосындылағыш.

2. Толық қосындылағыш.

3. Тізбектеп өткізуі бар азайтқыштар.

4. Қосындылағыш-азайтқыштар.
№10 дәрістің конспектісі. Тақырып: Есте сақтау құрылғысы.

Оперативті есте сақтау құрылғысы.

Кіруге еріксіз рұқсаты бар ЕСҚ құрастырылуы.

Кіруге еріксіз рұқсаты бар ЕСҚ ішкі құрастырылуы.

Екімөлшерлі адрестеу.

Тұрақты есте сақтау құрылғылары.

Тізбекті кіруге рұқсаты бар жады.

Стектер.

Оперативті есте сақтау құрылғысы.

Оперативті жады компьютердің қажетті элементтерінің бірі болып саналады. Дәл содан процессор өңдеу үшін бағдарлама мен алғашқы мәліметтерді алып, алынған нәтижелерді соған жазады. Бұл жады «оперативті» атауын ол процессорге жадыдан мәліметті оқу немесе жазу барысында күтуге қажетін тудырмай жұмысты өте тез атқаратындықтан алды. Бірақ құрамындағы мәліметтер тек компьютер қосулы тұрғанда сақталына алады. Өшірулі түрде тұрған компьютердегі оперативті жады құрамы өшіріліп қалады. Көп жағдайда оперативті жады үшін RAM (Random Access Memory, кіруге еріксіз рұқсаты бар жады).

Бұл платалардың мәнділігі мен қажеттілігін бағаламауға өте қиын. Қазіргі уақыттағы бағдарламалар ОЕСҚ тек көлеміне ғана емес, сонымен қатар тезәрекеттігіне де үлкен талап қояды. Бірақ қазірге дейін компьютерлік индустрияның бұл облысы өңделмей келді (басқа бағыттарға қарағанда). Мысалға видео, аудиоподсистемалар, процессорлердің шығарылуы және т.б. Жаңартулар болды, бірақ олар басқа компоненттердің дамуына сәйкес келген жоқ және таңдау уақыты сияқты параметрлерге тиісті болды. Жады модуліне кэш қосылды, сұраудың конвеерлі орындалуы, мәліметтерді шығарудың басқару сигналы өзгертілді, бірақ өндіріс технологиясы сол қалпында болды. Жады компьютердің тар жеріне айнала бастады, ал бүкі жүйенің тезәрекеттігі оның ең жай элементімен анықталады. Міне бірнеше жыл бұрын технологиялық жаңартулар толқыны оперативті жадыға дейін де жетті. RAM басқа түрлері, микросхемалар мен модульдер шығарыла бастады. FPM RAM, EDO RAM, DRAM, VRAM, WRAM, SGRAM, MDRAM, SDRAM, SDRAM II (DDR SDRAM), ESDRAM, SLDRAM, RDRAM, Concurrent RDRAM, Direct Rambus сияқты түсініктер пайда болды. Бұл технологиялардың көбісі тек графикалық платаларда кездеседі, ал компьютердің жүйелік жадысының өндірісінде кейбіреуі ғана қолданылады.

Кіруге еріксіз рұқсаты бар жады – ұяшықтағы мәліметтер элементін еріксіз оқуға болатын ЕСҚ. Берілген ұяшықты таңдауға қажетті уақыт басқа ұяшыққа қажет болатын уақытқа тең болады. Әр ұяшықтың құрамына есте сақтайтын элементтердің өзгермейтін саны кіреді және олар анықтаушы нөмірге ие болады. Өзгермейтін бит санына ие анықтама нөмірі ұяшық адресі деп аталады. Адрестердің болуы жазу және оқу операцияларын орындау барысында ұяшықтарды айыруға мүмкіндік береді.

Жалпы жағдайда кіруге еріксіз рұқсатқа ие ЕСҚ бірнешще блоктардан немесе модульдерден тұрады. Жады жартылай өткізгіштері үшін модульдер бөлек интегралды сұлбалар түрінде жүзеге асырылады. Сыртқы сигналдар тізбегінің құрамы мен функциялары да осы есеппен алынады. Бұл желілер санына сөз адресін беруге қолданылатын желілер, мәліметтердің модульге немесе модульден алынуына мүмкіндік беретін желілер және қажетті операцияны (жазу немесе оқу) беруге мүмкіндік беретін бірнеше басқару желілері кіреді.

Шиналардың әртүрлі түрлеріне сәйкес келетін сыртқы сигналдар тобына ие өте көп модульдар түрлері бар, бірақ модуьдердің көбісін 1 суретте көрсетілген екі негізгі түрінің біреуіне, жатқызуға болады. Олар бір-бірінен тек мәліметтер желілерімен айырылады. 1(а) суретіндегі модельде оқу барысында келіп түсетін мәліметтермен қоса, шығарылатын мәліметтер берілетін мәліметтер желілер тобы бар. 1(б) суретіндегі модуль келіп түсетін және шығарылатын мәліметтер үшін екі әртүрлі желілер тобына ие.

а) б)
1-сурет. Кіруге еріксіз рұқсатқа ие жады модуліндегі сыртқы сигналдар желілері. (а) – екі бағытты мәліметтер желілері бар модуль; (б) - түсетін және шығарылатын мәліметтер үшін екі әртүрлі желілер.

Екі модельдің кез-келгеніне сәйкес келетін жады модулі мәліметтерді шығару желісінде көпбұрышты ЕСҚ жүйесін жинақтау шинасымен қосуға (яғни, (а) суретіндегі мәліметтер желісіне және (б) суретіндегі шығыс мәліметтер желісінде) мүмкін болу үшін монтаждық логиканы іске асыратын вентилдер қолданылады. Кез-келген модельдің жады модулі тек оқыған кезде мәліметтерді шығыс желісіне береді; қалған басқа жағдайларда бұл желілермен жады мен құрылғының басқа модельдері қолданыла алады. Бұл әсіресе (а) суретіндегі жағдай үшін қажет, өйткені ЕСҚ мәліметтерін беру үшін жазу кезінде сол желілер қолданылады.

Модульде оқу орындалмайтын кезде шығыс мәліметтер желілер күйі монтажды логиканың түріне тәуелді болады. Мысалы, ашық коллекторлы ТТЛ сұлбасында монтажды И үшін бос желідегі күй логикалық 1-ге сәйкес болы керек, өйткені басқа құрылғы немесе жады модулі өзіне қажетті күйді желіде беруі мүмкін. Монтажды ИЛИ үшін бос күй логикалық 0-ге сәйкес келі керек. Тристабильді монтажды логика үшін желімен қосылмайтындығына эквивалентті жоғары импедансты бос күй сәйкес келеді. Кез-келген жағдайда да шығыс мәліметтер желісі бос күйінде қалады, бұл кезде я «жазу» желісіне логикалық 1 берілген, я «модуль таңдау» желісіне логикалық 0 берілген.

Кіруге еріксіз рұқсаты бар ЕСҚ ішкі құрастырылуы.

Керекті ұяшықты таңдауға мүмкіндік беретін және ақпаратты оған немесе одан алуды іске асыратын сұлбалар сурете көрсетілген. Есте сақтау элементінде сөздің бір битінің сақталуы үшін асинхронды RS-триггер қолданылады. Триггерден тыс, әр есте сақтау элементінің құрамына триггермен ішкі мәліметтер желілерінің арасында ақпарат алмасуына қажетті вентилдер кіреді.

Екі операцияның бірі, оқу немесе жазу, біруақытта бір «жол»-ң барлық элементтеріне орындалады. Әр «жол» сөз сақтауға арналған ұяшыққа тең және оның өз адресі болады.

Сурет. Кіруге еріксіз рұқсаты бар ЕСҚ ішкі құрастырылуы.

Әр бағанда екі ішкі желіден бар: бірі – мәліметтердің жадыға берілуі (кіріс), басқасы – жадыдан (шығыс). «Шығыс» желіснің күйі таңдалған жолдағы есте сақтау элемент күйімен анықталады. Бұл үшін әр элементтегі триггер шығысы «сөз таңдау» сигналына логикалық түрде көбейтіледі, ал барлық нәтижелердің логикалық қосындысы «шығыс» желісіне келіп түседі. Сонымен, жадыдан сөз оқу дешифратор кірісіне керекті сөздің адресін беру арқылы және «шығыс» желісіндегі күйлерді қадағалау арқылы іске асады.

Әр бағанның «кіріс» желісі жазу операциясын орындау барысында таңдалған жолдың есте сақтау элементіне ақпартты беру үшін қолданылады. Бұл әр есте сақтау элементіне екі И вентилдер көмегімен іске асады. «Сөз таңдау» және «жазу» сигналында «кіріс» желісінен S триггерінің кірісіне, ал оның қосымшасын – R кірісіне жібереді.

Ескере кететін жай, жоғарыдағы суреттемеде жады модуліне ішкі болатын «жазу», «кіріс» және «шығыс» желілеріндегі сигналдар орын алды. Бұл сигналдар модулге қатысты сыртқы сигналдармен сәйкес вентилдер мен буферлік сұлбалармен байланысқан. Мұндай байланыс модульдің қажетті сыртқы сипаттамаларына тәуелді әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылады.

Сурет. Кіруге еріксіз рұқсаты бар ЕСҚ екімөлшерлі адрестелуі.

И вентилінің шығыс сигналы берілген элементте оқу немесе жазуға рұқсат беретін бит таңдау сигналының функциясын орындайды. Осыған ұқсаса екімөлшерлі матрицалар сөздегі қалған биттерге де қажет. Матрицаларды паралель жазықтықтарда жатқан деп есептеуге болады.

Екі адрестік дешифраторлар екі жазықтыққа да жұмыс атқарады, сонымен, ұяшықтың барлық биттері біруақытта адрестеледі. Бұл кезде дешифратордағы шығыс желілерінің саны бұл кезде көбеймейді.