- •1. Структура эвм. Основные характеристики устройств эвм.
- •5. Система команд эвм общего назначения и направления ее развития.
- •6. Структура цп. Микропрограммирование.
- •1) С жесткой логикой.
- •2) Вертикальный.
- •7. Способы и режимы адресации.
- •10. Преодоление зависимостей по данным.
- •11. Преодоление зависимостей по управлению.
- •12. Контекстное переключение. Способы и средства.
- •13. Основные особенности risc-архитектуры.
- •14. Основные направления развития risc-архитектуры.
- •15. Транспьютер, особенности архитектур вс, использующих транспьютеры.
- •16. Управление процессами в транспьютерах.
- •17. Особенности оккам команд.
- •18. Особенности архитектуры vliw (с очень длинным словом команды).
- •20. Команды в потоковых эвм.
- •21. Машинное представление программ в потоковых вм.
- •22. Особенности cisc-архитектуры (со сложными командами).
- •23. Подсистема памяти. Особенности. Статическое и динамическое распределение памяти.
- •24. Виртуальная память. Принципы организации и управления.
- •25. Управление виртуальной памятью.
- •27. Сегментно-страничная виртуальная память.
- •28. Подсистема памяти в мп x86.
- •29. Сегментная виртуальная память в микропроцессорах (80486).
- •30. Страничное преобразование памяти в процессорах x86
- •31. Буфер ассоциативной памяти (tlb) в мп х86.
- •32. Защита основной памяти. Способы и средства.
- •33. Защита виртуальной памяти.
- •34. Расслоение памяти. Способы и их особенности.
- •35. Сверхбыстродействующая память (сбп). Назначение и основные способы организации.
- •37. Обеспечение целостности информации в эвм и стратегии замены блоков в кэш-памяти.
- •38. Алгоритмы управления заменой в кэш-памяти.
- •39. Подсистема ввода-вывода. Назначение и особенности организации.
- •40. Каналы ввода-вывода, назначение и функции. Прямой доступ к памяти.
- •41. Процессоры ввода-вывода (канальные устройства).
- •42. Интерфейсы. Назначение и особенности.
- •43. Цепочно-магистральный интерфейс.
- •44. Особенности организации выполнения операции в/в в ibm 360(370).
- •45. Параллелизм вычислений. Основные подходы и способы организации.
- •46. Конвейерная обработка в эвм.
- •47. Классификация систем параллельной обработки данных (классификация Флинна).
- •48. Особенности отображения в/в на память и на в/в.
- •Структура псвв с отображением в/в на в/в.
- •49. Параллелизм и конвейеризация.
- •См. Вопросы 45 и 46.
- •50. Динамическое исполнение команд мп.
- •51. Многопроцессорные вычислительные системы.
- •53. Кластерные системы.
- •1. Структура эвм. Основные характеристики устройств эвм.
12. Контекстное переключение. Способы и средства.
Реакция на прерывание и вызов процедур обычно реализуется переходом к выполнению другой последовательности команд. В CISC-процессорах операции, необходимые для перехода, обычно, автоматически реализуются в микрокоде. В RISC-процессора большая часть этих функций возлагается на ОС реального времени или на обработчика прерываний. Последовательность действий при выполнении прерываний и вызова процедур включают операции по запоминанию в ОП текущего слова состояния процессора (ССП) счетчика команд (кадра стека) и считывание новых значений, т.е. осуществление изменения контекста. Время перехода, таким образом, будет зависеть от количества регистров, содержимое которых необходимо сохранить, для последующего восстановления контекста. Преимущество RISC-процессора при прерываниях заключается в высокой степени грануляции команд (степени детализации) приводящей к минимальному времени ожидания завершения текущей команды. Короткое время выполнения команд (1-1,5 такта) способствует быстрой реакции. Уменьшается вероятность запроса во время выполнения команды. Недостатком RISC-процессоров является увеличение времени на очистку и перезаполнение конвейера, после приема запроса на прерывание.
В некоторых RISC-процессорах для сокращения времени переключения предложено использовать "регистровые окна", которые позволяют минимизировать время переключения и сохранения регистров. Для достижения этого в кристалле размещается большой регистровый стек. После переключения контекста процессор оставляет содержимое используемых регистров без изменения, а новому процессу предоставляется новая "свежая" группа регистров, переводя указатель стека на новую группу регистров - "регистров окна". Такое переключение занимает несколько тактов.
Регистровый файл, состоящий из 138 регистров. Десять из них это глобальные регистры, доступные всем процедурам. Остальные 128 организованы в виде стека из перекрывающихся регистровых групп - "регистровых окон". Шесть нижних регистров каждого окна являются верхними регистрами следующего окна. При выполнении вызова процедуры производится автоматическое переключение окна регистров, в результате чего вызванная процедура получает в свое распоряжение группу из 32 регистров.
13. Основные особенности risc-архитектуры.
Основой архитектуры современных рабочих станций и серверов является архитектура компьютера со сокращенным набором команд (RISC).
- отделение медленной памяти от высокоскоростных регистров.
- конвейерная обработка.
- отделение команды обработки от команд работы с памятью.
- логика выполнения команд с целью повышения производительности ориентированна на аппаратную поддержку, а не на микропрограммную реализацию.
- для упрощения логики декодирования команд, используются команды фиксированной длины и формата.
- большой регистровый файл (32 и более регистров) обеспечивает необходимое время доступа к данным.
- небольшое число коротких и регулярно выполняемых ортогональных команд.
- все команды используют режимы «регистр – регистр». Для обращения к памяти применяются специальные команды типа «загрузка – запоминание».
- суперскалярная обработка, позволяющая одновременно выдавать на выполнение нескольких команд.
- операции процессора по обработке данных совмещаются с выполнением команд, реализующих обращение к памяти.
Простой набор коротких команд приводит к тому, что каждая отдельная команда выполняет меньшую работу, поэтому размер программ оказывается на 25-30% больше чем у аналогичных для CISC-процессоров.
Преимущество RISC-процессора при прерываниях заключается в высокой степени грануляции команд (степени детализации) приводящей к минимальному времени ожидания завершения текущей команды. Короткое время выполнения команд (1-1,5 такта) способствует быстрой реакции. Уменьшается вероятность запроса во время выполнения команды. Недостатком RISC-процессоров является увеличение времени на очистку и перезаполнение конвейера, после приема запроса на прерывание.
В RISC архитектуре реализована архитектура открытых систем, означающая, что она не должна содержать ничто такого, что исключило бы возможность использования дополнительных средств и архитектурных решений, предназначенных для увеличения производительности и эффективности ЭВМ.