8 Архитектура процессоров. Принстонская и гарвардская архитектуры.

Не по конспекту

Архитектура МП – аппаратная организация и логическая структура МП, регистры, УУ, АЛУ, ЗУ и связывающие их информационные магистрали.

Понятие архитектуры микропроцессора отражает:

• - его структуру, т.е. совокупность компонентов, составляющих микропроцессор, и связей между ними; для пользователя достаточно ограничиться регистровой моделью микропроцессора;

• - способы представления и форматы данных;

• - способы обращения ко всем программно-доступным для пользователя элементам структуры ( адресация к регистрам, ячейкам постоянной и оперативной памяти, внешним устройствам);

• - набор операций, выполняемых микропроцессором;

• - характеристики управляющих слов и сигналов, вырабатываемых микропроцессором и поступающих в него извне;

• - реакцию на внешние сигналы ( система обработки прерываний и т.п.).

Организация, при которой для хранения программ и данных используется одно пространство памяти, называется фон Неймановской архитектурой (принстонской). Программы и данные хранятся в едином пространстве, и нет никаких признаков, указывающих на тип информации в ячейке памяти. Преимуществами такой архитектуры являются более простая внутренняя структура микропроцессора и меньшее количество управляющих сигналов.

Организация, при которой память программ и память разделены и имеют свои собственные адресные пространства и способы доступа к ним, называется Гарвардской архитектурой. Такая архитектура является более сложной и требует дополнительных управляющих сигналов. Однако, она позволяет осуществлять более гибкие манипуляции информации, реализовывать компактно кодируемый набор машинных команд и, в ряде случаев, ускорять работу микропроцессора.

9 КЭШ-память первого и второго уровней. КЭШ промах, КЭШ-попадание. Взаимодействие с основной памятью.

КЭШ-память представляет собой быстродействующую буферную память ограниченного объема, но повышенного быстродействия. Когда процессор обращается за следующей командой или данными в КЭШ-память (попадание), то цикл на извлечение этой команды из основной ОП не нужен. При отсутствии необходимой инфы в КЭШ-памяти (КЭШ-промах) необходимо производить выбор ее из ОП и одновременно записать в КЭШ. Высокий процент попаданий повышает производительность МП. Считается граничной цифра попаданий 80% по положительной характеристике. В МП 486 при использовании его в МПС возможна организация двухуровневого КЭШа: первый уровень – в самом МП, второй – внешний. Адресация данной КЭШ-памяти выполняется 22-разрядными командами адресации.

10 Система команд мп: операции над числами с ф.З. И Пл.З. Условные и безусловные переходы, циклы и др.

Не по конспекту

Система команд любой ЭВМ обязательно содержит

следующие группы команд обработки информации.

1. Команды передачи данных.

2. Арифметические операции, к которым в основном относят операции сложения и вычитания.

3. Логические.

4. Сдвиги двоичного кода влево и вправо. В некоторых случаях сдвиги используются для реализации умножения и деления.

5. Команды ввода и вывода информации для обмена с внешними устройствами, однако вв/выв может быть организован как обращение к памяти.

6. Команды управления. Сюда относят условный и безусловный переходы, а также команды обращения к подпрограмме (переход с возвратом). Часто к этой группе относят операции по управлению процессором типа останов.

Любая команда ЭВМ обычно состоит из двух частей – операционной и адресной.

Операционная часть (КОП) указывает какое действие необходимо выполнить с информацией. Операционная часть имеется у любой команды. Адресная часть описывает, где используемая информация хранится и куда поместить результат. В некоторых командах управления работой машины адресная часть может отсутствовать, например, в команде останова. КОП можно представить себе как некоторый условный номер в общем списке команд. Основу адресной части составляет операнд. В зависимости от количества возможных операндов команды могут быть одно- и двухадресные. В двухадресных командах результат записывается либо в специальный регистр, либо вместо одного из операндов.