14 Понятие архитектуры мп. Гарвардская архитектура мп.

П онятие архитектуры МП определяет его составные части, а также связь и взаимодействие между ними. Архитектура содержит: структурную схему самого МП, программную модель МП, информацию об организации памяти, описание организации процедур ввода/вывода. Гарвардская архитектура впервые была реализована в 1944 году в релейной вычислительной машине Гарвардского университета (США). Особенностью этой архитектуры является то, что память данных и память программ разделены и имеют отдельные шину данных и шину команд, что позволяет повысить быстродействие МПС. Структурная схема содержит: процессорный элемент, память, интерфейсы ввода/вывода (ИВВ) и устройства ввода/вывода (УВВ). Память и ИВВ для разных типов МП могут быть як внутренними, т.е. располагаться на том же кристалле, что и процессорный элемент, так и внешними. Процессорный элемент содержит регистры, АЛУ, устройство управления и выполняет функции обработки данных и управления процессами обмена информацией. Память обеспечивает хранение кодов команд программы и данных. Интерфейсы предназначены для связи УВВ, например, с клавиатурой, дисплеем и т.д. Все элементы структурной схемы соединены при помощи шин.

15 Классификация мп. Основные характеристики мп

По назначению МП делятся на: Универсальные – МП общего назначения, которые решают широкий класс задач вычисления, обработки и управления. Специализированные – для решения задач лишь определённого класса: сигнальные, медийные, мультимедийные и транспьютеры; сигнальные – для цифровой обработки сигнала в реальном масштабе времени; медийные и мультимедийные – для обработки аудио-сигналов, графической информации, видеоизображений, для решения задач в мультимедиа компьютерах, игровых приставках; транспьютеры – для организации массовых параллельных вычислений и работы в мультипроцессорных системах. Для них характерным является наличие внутренней памяти и встроенного межпроцессорного интерфейса, т.е. каналов связи с другими БИС МП. По количеству БИС МПК делят на: Многокристальные МП – относят МПК с однокристальными и секционными МП. Однокристальный МП – конструктивно законченное изделие в виде одной БИС. Другое название – МП с фиксированной разрядностью данных. В секционных МП реализуется некоторая функциональная связь – секция процессора. Секционность МП обуславливает значительную гибкость МПС, возможность наращивания разрядности данных, создание специфических технологических команд из набора микрокоманд. Однокристальный МПК – устройство выполненное конструктивно в одном корпусе БИС и содержащее все основные составные части МПК. По способу управления различают МП: Со схемным управлением – имеют фиксированный набор команд, который не может изменяться потребителем. С микропрограммным управлением – систему команд разрабатывают при проектировании конкретного МПК на базе набора простейших микрокоманд с учётом класса задач, для решения которых предназначен МПК. По типу архитектуры различают МП: С фоннеймановской архитектурой и гарвардской архитектурой. По типу систем команд различают: CISC-процессоры – с полным набором команд. RISC – с уменьшенным набором команд. Основные характеристики МП: Тип микpопpоцессоpа. Тип установленного в компьютеpе микpопpоцессоpа является главным фактоpом, опpеделяющим облик ПК. Именно от него зависят вычислительные возможности компьютеpа. Тактовая частота микpопpоцессоpа - указывает, сколько элементарных операций (тактов) микропроцессор выполняет за одну секунду. Генератор тактовых импульсов генерирует последовательность электрических импульсов. Частота генерируемых импульсов определяет тактовую частоту машины. Промежуток времени между соседними импульсами определяет время одного такта работы машины, или просто, такт работы машины. Частота генератора тактовых импульсов является одной из основных характеристик персонального компьютера и во многом определяет скорость его работы, ибо каждая операция в машине выполняется за определенное количество тактов. Быстpодействие микpопpоцессоpа - это число элементаpных опеpаций, выполняемых микpопpоцессоpом в единицу вpемени (опеpации/секунда). Разpядность пpоцессоpа - максимальное количество pазpядов двоичного кода, котоpые могут обpабатываться или пеpедаваться одновpеменно. Аpхитектуpа микpопpоцессоpа. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. В соответствии с аpхитектуpными особенностями, опpеделяющими свойства системы команд, pазличают: МП типа CISC с полным набором системы команд; МП типа RISC с усеченным набором системы команд; МП типа VLIW со сверхбольшим командным словом; МП типа MISC с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием и др.