25. Процессор. Классификация процессоров.

Центральный процессор (CPU) — это основной рабочий компонент компьютера, который выполняет арифм и лог операции, заданные программой, управляет выч-м процессом и координирует работу всех устройств компьютера.

ЦПУ в общем случае содержит в себе:

арифметико-логическое устройство (АЛУ) – (блок, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифми логических преобразований (начиная от элементарных) над данными, представляемыми в виде машинных слов, называемыми в этом случае операндами.)

шины данных (для передачи информации)) и шины адресов (используемая ЦПУ для указания физического адреса слова ОЗУ к которому устройство может обратиться для проведения операции чтения или записи)

регистры (блок ячеек памяти, образующий сверхбыструю опер память(СОЗУ) внутри проца;)

счетчики команд;

кэш — очень быструю память малого объема (от 8 до 512 Кбайт);

математический сопроцессор чисел с плавающей точкой (для расширения командного множества центрального процессора и обеспечивающий его функциональностью модуля операций с плавающей запятой, для процессоров, не имеющих интегрированного модуля.)

Процессоры можно классифицировать по след признакам:

1. По используемой системе счисления:

- работающие в позиционной системе счисления;

- работающие в непозиционной системе счисления (например, СОК).

2. По способу обработки разрядов:

- Параллельной

- последовательной

- смешанной

3. По составу операций:

- процессоры общего назначения;

- проблемно-ориентированные;

- специализированные.

4. По месту процессора в системе

- центральный процессор (ЦП);

- сопроцессор;

- перифирийный проц

- канальный процессор (контроллер канала ввода/вывода);

5. По организации операционного устройства:

- с операционным устройством процедурного типа (I-процессоры, M-процессоры);

- процессоры с блочным операционным устройством;

- процессоры с конвейерным операционным устройством (с арифметическим конвейером).

6. По организации обработки адресов:

- с общим операционным устройством;

- со специальным (адресным) операционным устройством

7. По организации управления потоком команд / способу загрузки исполнительных устройств:

- с последовательной обработкой команд;

- с конвейером команд;

- суперскалярные процы

- процессоры с длинным командным словом (VLIW) и т. д.

26. Система Команд Процессора.

команды пересылки данных;

арифметические команды ;

логические команды ;

команды переходов.

Команды пересылки данных не требуют вып никаких опер над операндами. Операнды пересылаются из источника в приемник. Источник и приемник могут быть внутренние регистры процессора, ячейки памяти или устройства ввода/вывода. АЛУ в данном случае не используется.

Важно:

1.сохраняют, записывают, копирую содержимое внутренних регистров

В некоторых проц выполняются одной единственной командой MOV. В др проц сущ другие команды. (LOAD…)

Арифметические команды выполняют операции сложения, вычитания, умножения, деления, увеличения и уменьшения на единицу и т.д. Этим командам требуется один или два входных операнда. Формируют команды один выходной операнд.

Важно:

1. рассм коды операндов как числовые двоичные или двоично-десятичные коды.

2. их можно разд на 5 групп (операции с плавающ запятой, с фиксир запятой, ком очистки, ком декремента и инкремента, сравнения)

- Ком-да операций с фиксированной запятой работают с кодами в регистрах проц или в памяти как с обычными двоичными кодами (ADD – слож 2 кодов, SUB – разн 2 кодов, MUL – произв 2 кодов)

- Ком операций с плавающей запятой использ формат представления чисел с порядком и мантиссой.

- Команды очистки ( CLR ) предназнач для записи нулевого кода в регистр или ячейку памяти. Эти ком могут быть заменены ком пересылки нулевого кода, но спец ком очистки обычно вып быстрее, чем ком пересылки.

- Ком инкремента (увел на 1) и декремента (уменьш на 1)

- Ком сравнения (обозначается CMP ) предназнач для сравнения двух входных операндов.

Логические команды производят над операндами логические операции: логическое И, логическое ИЛИ, исключающее ИЛИ, очистку и т.д.Этим командам требуется один или два входных операнда, и формируют они один выходной операнд.

Важно:

1. Лог ком вып над операндами лог (побитовые) опер, то есть они рассматривают коды операндов не как единое число, а как набор отдельных битов.

2. Осн операц (ло И, ИЛИ, циклич сдвиги,проверка битов и операндов,очистка битов регистра состояния проц)

- ( AND ) для принуд очистки заданных битов

- ( OR ) для принуд установки заданных битов

- ( XOR ) для инверсии заданных битов

- Команды сдвигов позволяют побитно сдвигать код операнда вправо и влево

Команды переходов предназначены для изменения обычного порядка последовательного выполнения команд. Организуются переходы на подпрограммы и возвраты из них, всевозможные циклы, ветвления программ и т.д. Команды переходов всегда меняют содержимое счетчика команд. Они позволяют строить сложные алгоритмы обработки информации.

Важно:

1. Команды переходов предназначены для организации всевозможных циклов, ветвлений, вызовов подпрограмм.

2. 2 типа (ком безусловных переходов, условных переходов).

В обозначениях этих команд используются слова Branch ( ветвление ) и Jump (прыжок).

Ком безусл переходов вызывают переход в новый адрес независимо ни от чего.

Ком усл переходов вызывают переход не всегда, а только при вып заданных условий. В качестве таких условий - значения флагов в регистре сост процессора ( PSW ).