Δομή Ηλεκτρονικού υπολογιστή

Σχετικά έγγραφα
1.4 Κατάταξη των υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών

Το υλικό του υπολογιστή

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

Στοιχεία από την αρχιτεκτονική των μικροϋπολογιστών

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

ΘΕΜΑ : ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΝΗΜΗ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΕΛΕΓΚΤΕΣ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περίοδος

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17

ΠΛΗ10 Κεφάλαιο 2. ΠΛΗ10 Εισαγωγή στην Πληροφορική: Τόμος Α Κεφάλαιο: 2 2.1: Bασική Δομή του Υπολογιστή

- Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών

Μηχανοτρονική. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης 7 ο Εξάμηνο,

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012

Το εσωτερικό ενός PC. Τεχνολογία Η/Υ & Πληροφοριών - 05 Κεντρική μονάδα Χουρδάκης Μανόλης

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΕΙ Η ΜΝΗΜΩΝ ΠΤΥΤΙΚΕΣ ΜΗ ΠΤΥΤΙΚΕΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

Είναι το «μυαλό» του υπολογιστή μας. Αυτός κάνει όλους τους υπολογισμούς και τις πράξεις. Έχει δική του ενσωματωμένη μνήμη, τη λεγόμενη κρυφή

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο

Κεφάλαιο 3 Αρχιτεκτονική Ηλεκτρονικού Τμήματος (hardware) των Υπολογιστικών Συστημάτων ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

Εισαγωγή στους Η/Υ και Εφαρμογές

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008

Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές Δ Εξάμηνο

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα

Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ.

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή

Μνήμη και Προγραμματίσιμη Λογική

Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Βασικές Έννοιες της Πληροφορικής

Το υλικό του υπολογιστή. Υλικό (hardware) είναι οτιδήποτε έχει μια υλικήφυσική υπόσταση σε ένα υπολογιστικό σύστημα.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

Μάθημα 4: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ HARDWARE ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ)

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία

Κεφάλαιο 1.6: Συσκευές αποθήκευσης

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής)

Μάθημα 3: Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

Μάθημα 3.2: Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Η ιεραρχία της μνήμης

Mέσα στερεάς κατάστασης

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Βασική δοµή και Λειτουργία Υπολογιστή

Γενική οργάνωση υπολογιστή «ΑΒΑΚΑ»

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α ΤΑΞΗ

Κύρια & Περιφερειακή Μνήµη

Ηλεκτρονικός Υπολογιστής

Τεχνολογία μνημών Ημιαγωγικές μνήμες Μνήμες που προσπελαύνονται με διευθύνσεις:

Λειτουργικά Συστήματα Κεφάλαιο 2 Οργάνωση Συστήματος Αρχείων 2.1 Διαχείριση Αρχείων και Σύστημα Αρχείων(File System)

Αρχιτεκτονική Μνήμης

Τεχνολογίες Κύριας Μνήμης

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Εισαγωγή. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Κεφάλαιο Το υπολογιστικό σύστημα Η εξέλιξη του ανθρώπου πραγματοποιήθηκε χάρη στην ικανότητά στον χειρισμό εργαλείων.

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM).

Κεφάλαιο 5. Κεφ. 5 Λειτουργικά Συστήματα 1

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 5

Βασίλειος Κοντογιάννης ΠΕ19

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Μονάδες Μνήμης και Διατάξεις Προγραμματιζόμενης Λογικής

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy)

ε. Όταν διακόψουμε την τάση τροφοδοσίας μιας μνήμης ROM, τα δεδομένα της χάνονται. Μονάδες 15

*Ένας υπολογιστής είναι στην πραγματικότητα ένα σύστημα πολλών μερών που συνεργάζονται μεταξύ τους.

Αρχιτεκτονική Μνήµης

Κεφάλαιο 3. Διδακτικοί Στόχοι

Β τάξη. ΕΝΟΤΗΤΑ 1 Κεφάλαιο 2: Το εσωτερικό του Υπολογιστή. Εικόνα 2.1: Η Κεντρική Μονάδα.

(Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να

Το «κλειστό» σύστημα. Ανοικτές επικοινωνίες... Εισαγωγή στην Τεχνολογία της Πληροφορικής. Εισαγωγή στην τεχνολογία της πληροφορικής

Προγραμματισμός Υπολογιστών

Εισαγωγή στον Προγραμματισμό Θεωρία 1 η Διάλεξη: Βασικές Έννοιες Αρχιτεκτονικής ΗΥ

Κεφάλαιο 5. Στόχοι Κεφαλάιου. Η αρχιτεκτονική von Neumann. Nell Dale John Lewis. Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ/CPU)

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ. Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 9

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Διδάσκων:Μ.Χατζόπουλος, Παραδόσεις:Τρίτη 4-6, Τετάρτη 1-3; (Αμφιθέατρο Α15) Πληροφορίες στην ιστοσελίδα του μαθήματος

Αυτοματισμοί και Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα 2

Λειτουργικά Συστήματα (Λ/Σ)

Μάθημα 5: Χαρακτηριστικά της Κ.Μ.Ε.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΥΛΙΚΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Οργάνωση επεξεργαστή (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Πρόβλημα 37 / σελίδα 207

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 9

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ

Transcript:

Δομή Ηλεκτρονικού υπολογιστή Η κλασσική δομή του μοντέλου που πρότεινε το 1948 ο Von Neumann Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Είσοδος Αποθήκη Αποθήκη - Έξοδος Εντολών Δεδομένων Κλασσικό μοντέλο Von Neumann (1) Μονάδα Εισόδου (Input Unit) (2) Μονάδα Εξόδου (Output Unit) (3) Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit) (4) Κύρια Μνήμη (Main Memory) (5) Δευτερεύουσα Μνήμη (Secondary Memory) ΜΟΝΑΔΑ ΕΙΣΟΔΟΥ ΜΟΝΑΔΑ ΕΛΕΓΧΟΥ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΚΑΙ ΛΟΓΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΟΝΑΔΑ ΕΞΟΔΟΥ ΚΥΡΙΑ ΜΝΗΜΗ ΔΕΥΤΕΡΕΥΟΥΣΑ ΜΝΗΜΗ Οργάνωση ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή 1

Μονάδες Εισόδου-Εξόδου Η Μονάδα Εισόδου κωδικοποιεί τις πληροφορίες που προέρχονται από τον εσωτερικό του κόσμο και στη συνέχεια τις στέλνει προς τον υπολογιστή. Η Μονάδα Εξόδου μετατρέπει και διανέμει πληροφορίες που προέρχονται από τον υπολογιστή προς τον εξωτερικό του κόσμο. Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας την Αριθμητική και Λογική Μονάδα (Arithmetic and Logic Unit) την Μονάδα Ελέγχου (Control Unit) 1. Αριθμητική και Λογική Μονάδα αριθμητικές πράξεις (πρόσθεση, αφαίρεση, πολλαπλασιασμό, διαίρεση), λογικές πράξεις (ΚΑΙ, Η, ή κυκλική ολίσθηση) 2. Μονάδα Ελέγχου Αποφασίζει και συντονίζει τη διαδοχή των πράξεων και τη λειτουργία των υπολοίπων μονάδων του υπολογιστή. Τα κυκλώματα της μονάδας ελέγχου αποκωδικοποιούν κατ αρχήν τις εντολές αυτές και στη συνέχεια στέλνουν σε προκαθορισμένες χρονικές στιγμές σήματα ελέγχου προς: τη μνήμη, για την εξαγωγή πληροφοριών προς τις άλλες μονάδες του υπολογιστή ή τη λήψη πληροφοριών απ αυτές τις μονάδες και την αποθήκευσή τους στη μνήμη. την Α/Λ Μονάδα, για την εκτέλεση των επιθυμητών υπολογιστικών πράξεων και τις μονάδες Εισόδου/Εξόδου, για τη μεταφορά από τον υπολογιστή προς τον εξωτερικό του κόσμο και αντίστροφα. Αξιολόγηση και κατάταξη επεξεργαστών χωρητικότητα που είναι η ποσότητα των στοιχείων τα οποία μπορεί να επεξεργαστεί συχνότητα που είναι η ταχύτητα με την οποία γίνεται η επεξεργασία. Κύρια Μνήμη 2

Η Κύρια ή Κεντρική Μνήμη είναι η μονάδα όπου αποθηκεύονται προσωρινά όλες οι πληροφορίες του υπολογιστή, δηλαδή οι εντολές και τα δεδομένα και εξυπηρετεί τη ροή των πληροφοριών τόσο μέσα στον υπολογιστή, όσο και μεταξύ του υπολογιστή και του εξωτερικού του κόσμου (διαμέσου των μονάδων Εισόδου/Εξόδου). Η Κεντρική Μνήμη επίσης συνδέεται και ανταλλάσσει πληροφορίες και με την Αριθμητική και Λογική Μονάδα, η οποία εκτελεί όλες τις πράξεις με τα δεδομένα και με τη μονάδα ελέγχου η οποία κατευθύνει την ροή των πληροφοριών μέσα στον υπολογιστή. 0001 16 0002 16 14 AB 24AF 16 D6 Σχ. 1.4 Παράσταση της μνήμης 1.9 RAM και ROM Η Κεντρική Μνήμη χωρίζεται σε δύο μέρη: Μνήμη Τυχαίας Προσπέλασης (Random Access Memory - RAM) Μνήμη Μόνο Ανάγνωσης (Read Only Memory - ROM) H RAM είναι η μνήμη στην οποία μπορούμε να γράψουμε σε οποιαδήποτε διεύθυνση της και να διαβάσουμε το περιεχόμενο σε οποιαδήποτε διεύθυνση της. Υπάρχουν δύο τύποι RAM chips: στατικά και δυναμικά. Τα στατικά RAM (SRAM - Static RAM) χρησιμοποιούν flip-flop που τους δίνουν την φυσική ικανότητα να διατηρούν τα δεδομένα που εισάγονται μέχρις ότου ο χρήστης τα αλλάξει. Τα δυναμικά RAM (DRAM - Dynamic RAM) χρησιμοποιούν πυκνωτές και η καταχώριση των στοιχείων σε bits γίνεται με τη βοήθεια αποθήκευσης ηλεκτρικών φορτίων (φορτισμένος πυκνωτής: 1, αφόρτιστος: 0). Το μειονέκτημα εδώ είναι πως παρατηρείται μία έκλυση ηλεκτρονίων με αποτέλεσμα τα δεδομένα να διατηρούνται λίγα μόνο χιλιοστά του δευτερολέπτου (msecs). Στην περίπτωση αυτή χρειάζεται μια τεχνική ανανέωσης (refresh) του φορτίου (τουλάχιστον κάθε 2 msecs) για να διατηρούνται τα περιεχόμενα. Οι δυναμικές μνήμες παρά τις προφανείς δυσκολίες της τεχνικής τους είναι φθηνότερες και καταλαμβάνουν πολύ μικρότερο χώρο από τις αντίστοιχες στατικές, οι 3

οποίες επί πλέον έχουν το μειονέκτημα να καταναλίσκουν μεγαλύτερη ενέργεια και να υπερθερμαίνονται. Για τους λόγους αυτούς οι δυναμικές μνήμες προτιμούνται στους σύγχρονους μικροϋπολογιστές. Η ROM είναι η μνήμη στην οποία μπορούμε μόνο να διαβάσουμε το περιεχόμενο των διαφόρων διευθύνσεων της, γι αυτό και λέγεται απαράγραπτη μνήμη. Το περιεχόμενο της έχει τοποθετηθεί από τον κατασκευαστή και καθορίζει την λειτουργία του υπολογιστή. Το περιεχόμενο της RAM σε αντίθεση με την ROM δεν αλλοιώνεται στις συνήθεις συνθήκες λειτουργίας ή σε περίπτωση διακοπής τροφοδοσίας. Υπάρχουν 3 κύριοι τύποι ROM chips: η απαράγραπτη ROM που χαράζεται με ειδικά μηχανήματα από τον κατασκευαστή και τα περιεχόμενα της δεν μπορούν να αλλάξουν. η προγραμματιζόμενη ROM ή PROM (Programmable ROM). Τα chips αυτά επιτρέπουν και σε τρίτους να γράψουν τα περιεχόμενα που επιθυμούν χρησιμοποιώντας ειδικά μηχανήματα εγγραφής (PROM programs). Ότι όμως γραφτεί δεν σβήνει, πράγμα που σημαίνει πως ο χρήστης θα πρέπει να προσέχει μην γράψει κάτι λάθος. η επαναπρογραμματιζόμενη PROM ή EPROM (Erasable PROM) που είναι μια ειδική μορφή της PROM που επιτρέπει να σβήνονται με ειδικό μηχάνημα τα περιεχόμενα της και να ξαναχρησιμοποιείται. 1.10 Υπερταχεία Μνήμη - Cache Η μνήμη αυτή έχει τις βασικές ιδιότητες της RAM με τη διαφορά πως είναι πολύ πιο γρήγορη από αυτήν λειτουργεί με την ταχύτητα του επεξεργαστή. Το πρόβλημα είναι πως είναι πολύ ακριβή έτσι δεν μπορούμε να την χρησιμοποιήσουμε σε μεγάλες χωρητικότητες σαν Κύρια Μνήμη. Έτσι έγινε ένας συνδυασμός από διαφορετικά είδη μνημών: μιας μικρής αλλά πολύ γρήγορης (και ακριβής) μνήμης (cache) και άλλων πιο αργών (και φθηνών) αλλά σε μεγαλύτερες χωρητικότητες μνήμες (RAM). Οι μνήμες cache και παρεμβάλλονται μεταξύ επεξεργαστή και RAM ή περιλαμβάνονται μέσα στον επεξεργαστή. Αν τώρα βρούμε ένα τρόπο να γνωρίζουμε εκ των προτέρων ποιες εντολές και δεδομένα είναι πιθανότερο να χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια της επεξεργασίας μας και τοποθετήσουμε τα στοιχεία αυτά (και μόνο αυτά) στη cache, τότε τα προγράμματα μας θα εκτελούνταν κατά το μεγαλύτερο μέρος τους με την ταχύτητα της γρήγορης αυτής μνήμης. Το ερώτημα βέβαια είναι πώς θα γνωρίζουμε εκ των προτέρων ποια στοιχεία πρόκειται να χρησιμοποιήσει το πρόγραμμα μας. Παρά το ότι κάτι τέτοιο φαίνεται εκ πρώτης όψης 4

αδύνατο στην πράξη, έχουν εφαρμοσθεί αρκετές θεωρίες και αλγόριθμοι με σημαντική επιτυχία. Μια απλή και ιδιαίτερα πετυχημένη θεωρία προβλέπει πως τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν τελευταία κατά την επεξεργασία ενός προγράμματος, έχουν την μεγαλύτερη πιθανότητα να χρησιμοποιηθούν ξανά. Η λειτουργία την μνήμης cache είναι σε γενικές γραμμές η εξής: όταν ο επεξεργαστής θέλει να γράψει κάτι στη μνήμη το γράφει στην RAM και συγχρόνως και στην cache όταν ο επεξεργαστής θέλει να διαβάσει κάτι από την μνήμη ψάχνει πρώτα στην cache και αν το βρει το παίρνει από κει (με μεγάλη ταχύτητα), αν όχι προσφεύγει στη RAM. Με τον τρόπο αυτό η cache περιέχει ανά πάσα στιγμή τα τελευταία στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν σε μια επεξεργασία. Είναι προφανές πως όσο πιο μεγάλη είναι η cache τόσο πιο μεγάλο μέρος του προγράμματος θα υπάρχει στη cache και άρα πιο μεγάλη θα είναι η πιθανότητα να βρούμε μια πληροφορία εκεί και να μη χρειασθεί να ψάξουμε τη RAM, οπότε η εκτέλεση του προγράμματος κατά το μεγαλύτερο μέρος του θα γίνεται από την cache και όχι από τη RAM. Πράγμα που σημαίνει πως το πρόγραμμα θα εκτελεστεί πιο γρήγορα. Πράγματι έχει διαπιστωθεί πως με τη μέθοδο αυτή και ανάλογα με τη χωρητικότητα της cache to 80-90% της εκτέλεσης ενός προγράμματος γίνεται από την cache. 1.11 Aρχιτεκτονική RISC Κάθε υπολογιστής έχει την φυσική του γλώσσα στην οποία πρέπει να είναι γραμμένα τα προγράμματα για να τα αναγνωρίζει. Η φυσική αυτή γλώσσα ή γλώσσα μηχανής του, προσδιορίζεται από το σύνολο των εντολών που ο επεξεργαστής του είναι κατασκευασμένος να αναγνωρίζει. Η σύγχρονη τάση κατασκευής επεξεργαστών όλο και μεγαλύτερης ισχύος που να περιλαμβάνουν ένα όλο και μεγαλύτερο ρεπερτόριο εντολών είναι προφανές ότι αυξάνει το κόστος και την πολυπλοκότητα τους. Όπως παρατηρήθηκε όμως, από το σύνολο των εντολών που διαθέτει ένας επεξεργαστής ένα μόνο μικρό υποσύνολο - οι πιο συνηθισμένες και εύχρηστες εντολές - χρησιμοποιείται συνέχεια, οι άλλες χρησιμοποιούνται σπάνια και μόνο σε ειδικές περιπτώσεις. Το πρόβλημα είναι πως η πρόβλεψη μεγάλων ρεπερτορίων εντολών σε ένα επεξεργαστή μειώνει την ταχύτητα λειτουργίας του. Η συνειδητοποίηση του προβλήματος αυτού οδήγησε στην υιοθέτηση μιας τάσης απλοποίησης με την λεγόμενη τεχνική RISC (Reduced Instruction Set Computer). Η τεχνική RISC προβλέπει την κατασκευή επεξεργαστή με 5

μικρά, εύχρηστα ρεπερτόρια των απόλυτα απαραίτητων εντολών. Η ιδέα αποδείχθηκε καλή στην πράξη και πολλοί κατασκευαστές προχώρησαν στην αξιοποίηση της τόσο σε επίπεδο μεγάλων όσο και σε επίπεδο μεσαίων και μικρών ακόμα Υπολογιστών. 1.12 Δευτερεύουσα Μνήμη (Secondary Memory) Η Κεντρική μνήμη έχει μικρή χωρητικότητα και έχει υψηλή τιμή. Έτσι αν χρειάζεται να αποθηκεύσουμε πολλά δεδομένα θα πρέπει να γίνει η αποθήκευση αυτή σε κάποιο άλλο μέσο. Αυτό το μέσο είναι η δευτερεύουσα ή βοηθητική μνήμη. Στην κύρια μνήμη οι μεγάλες χωρητικότητες με μικρό κόστος είναι δευτερεύοντες παράγοντες, μπροστά στην ταχύτητα και την ευκολία πρόσβασης. Αντίθετα, η δευτερεύουσα μνήμη είναι οργανωμένη έτσι ώστε να προσφέρει μέγιστη αποθηκευτική ικανότητα, με δευτερεύουσα βαρύτητα στην ταχύτητα και ευκολία πρόσβασης. Έτσι η μεν κύρια μνήμη είναι ο χώρος εργασίας του επεξεργαστή, ενώ η δευτερεύουσα η αποθήκη των υλικών και εργαλείων του μαραγκού του παραδείγματος που είδαμε στην κύρια μνήμη. Σαν δευτερεύουσα μνήμη χρησιμοποιούνται τα διάφορα μαγνητικά μέσα αφού είναι φθηνότερα από τους ημιαγωγούς, που χρησιμοποιούνται στην κεντρική μνήμη. Θεωρούνται κατάλληλα για μακρόχρονη αποθήκευση δεδομένων. Η δευτερεύουσα μνήμη είναι πολύ αργότερη από την κύρια μνήμη και επικοινωνεί με τις άλλες μονάδες του υπολογιστή μέσω της κύριας μνήμης. Tα πλεονεκτήματα της σε σύγκριση με την κύρια μνήμη είναι ότι είναι φθηνότερη και έχει πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα. 6