1.8 Поясніть призначення мікрокоманди Маіn1

Main1 PC=PC+1; fetch; goto(MBR) MBR містить код операції, отримання наступного байту.

Main1 – це мітка початку основного циклу.

Main1 – це ствердження, що в PC завантажено адресу комірки пам’яті, в якій міститься код операції. Більше того, це код операції викликаний в регістр MBR

1.9 Як побудована кеш-пам’ять прямого відображення? Поясніть, що таке тег. Що таке «промах кеш-пам’яті»

Найпростіший тип кеш-пам'яті - це кеш-пам'ять прямого відображення. Призаходів однорівневої кеш-пам'яті прямого відображення зображений на рис. 4.26, а. Данва кеш-пам'ять містить 2048 елементів. Кожен елемент (ряд) може вміщати

рівно один рядок з основної пам'яті. Якщо розмір рядка кеш-пам'яті 32 байтаДля цього прикладу), кеш-пам'ять може вміщати 64 Кбайт. Кожен елемент кеш-пам'яті складається з трьох частин:

1. Біт достовірності вказує, чи є достовірні дані в елементі чи ні.

Коли система завантажується, всі елементи маркуються як недостовірні.

2. Поле «Тег» складається з унікального 16-бітового значення, яке зазначає

відповідний рядок пам'яті, з якої надійшли дані.

3. Поле «Дані» містить копію даних пам'яті. Це поле вміщає одну

рядок кеш-пам'яті в 32 байти.

оли центральний процесор видає адресу пам'яті, апаратне забезпечення

виділяє з цієї адреси 11 бітів поля «РЯДОК» і використовує їх для пошуку

в кеш-пам'яті одного з 2048 елементів

У разі вдалого обра-

дення слово береться прямо з кеш-пам'яті, і тоді не потрібно звертатися до основ-

ної пам'яті. З елемента кеш-пам'яті береться тільки потрібне слово. Інша частина елемента не використовується. Якщо елемент кеш-пам'яті недійсний (недостоверен) або поля «Тег» не збігаються, то потрібного слова немає в пам'яті. Така ситуація називається промахом кеш-пам'яті. У цьому випадку 32-бай

1.10 Опишіть типи даних і формати команд віртуальної машини Java

Java - це мова з суворим контролем типів. Це означає, що кожен операнд має особливий тип і розмір, який відомий у період компіляції. Це відбиток у ви- але в типах, підтримуваних JVM. JVM підтримує числові типи, приведенние в табл. 5Л. Цілі числа зі знаком використовують додатковий код.Формати команд 353 Цілі числа без знака в мові Java не присутні і не підтримуються JVM, як і двійково-десяткові числа.

Команда складається з коду операції і деякої додаткової інформації, на- приклад, звідки надходять операнди і куди рушать результати. Процес визначення, де знаходяться операнди (тобто їх адреси), називається ад- ресаціей. На малюнку 5.5 показано кілька можливих форматів для команд другого рівня. Команди завжди містять код операції, який повідомляє, які дії виконує команда. У команді може бути присутнім нуль, один, два або три адреси.

Варіант 2

1	Пояснити призначення і використання віртуальної машини JVM. Пояснити відмінність ІJVM і JVM.

1. Рівень команд машини JVM незвичайний, але досить простий. Ми вже частково  розглянули його під час вивчення машини JVM. Модель пам'яті JVM точно така ж, як у IJVM, про яку ми говорили в розділі 4 (див. рис. 4.9), але з однією додатковою областю, про яку ми зараз розповімо. Порядок байтів зворотний. Пам'ять містить 4 основні області: фрейм локальних змінних, стек операндів, область процедур і набір констант. Нагадаємо, що в реалізаціях Mic-x машини IJVM на ці області вказують регістри LV, SP, PC і СРР. Доступи до пам'яті повинні здійснюватися тільки по зсуві від одного з цих регістрів; покажчики і абсолютні адреси пам'яті не використовуються. Хоча JVM не вимагає наявності цих регістрів, в більшості реалізацій такі регістри (або подібні до них) є. Відсутність вказівників для доступу до локальних змінних і констант не випадково. Це потрібно для досягнення однієї з головних цілей мови Java: можливості завантажувати двійкову програму з Інтернету і виконувати її, не побоюючись шпигунських програм або будь-якого збою в машині, на якій це програма виконується. Якщо обмежити використання покажчиків, можна домогтися високої безпеки.

2	Пояснити призначення і роботу регістрів пам’яті віртуальної машини ІJVM.

1. регістр СРР- має у собі адрес першого слова набору констант

регістр LV - регістр, який має у собі адрес першої змінної фрейма

регістр SP - регістр, що має у собі адрес команди, яка повинна викликатися наступною

(неповне)

4.	Що таке фрейм локальних змінних? Яке його призначення, де він розміщений і як організований? Що таке стек операндів? Яке його призначення де він розміщений і як організований?

4. Фрейм локальних зміних. Це область призначена для збереження змінних під час виконання процедури. Вона називається фреймом локальних змінних. В початку цього фрейму знаходиться параметри (або аргументи) викликаної процедури. Фрейм локальних змінних не включає у себе стек операндів. Він поміщається окремо. Виходячи з обмірковувань працездатності, ми помістили стек операндів прямо над фреймом локальних змінних. Існує неявний регістр, який має у собі адрес першої змінної фрейму. Ми називемо цей регістр LV (local variable – локальна змінна). Параметри викликаної процедури зберігаються в початку фрейму локальних змінних.

Стек операндів. Стек опера днів не повинен перевищувати певний розмір, який зарання вираховується компілятором Java. Простір стеку операндів розміщується прямо над фреймом локальних змінних

6.	Опишіть інтерпретацію в Міс-1 команд арифметичних та логічних операцій ІJVM IADD, IAND.

6. IAND – логічне і

IADD – сумма 2 значень

7.	Опишіть інтерпретацію в Міс-1 команди GOTO

7. команда безумовного переходу

8.	Поясніть, як організована кеш-пам’ять в Міс-1 і чому.

8. кеш-пам’ять вміщає найбільш часто

використовувані слова, що збільшує швидкість доступа до них. Якщо достатньо великий відсоток потрібних слів знаходится в кеш-пам’яті, час очікувания може сильно скоротитися.

Одна з найбільш еффективних технологій одночасного збільшення пропускної здатності та зменшення часу очікування є використання декількох блоків кеш-пам’яті. Основна технологія введения окремої кеш пам’яті для команд та окремої для данних (розділеної кеш-памяті). Така

кеш-пам’ять має декілька переваг.По перше, операціі можуть починатися незалежно в кожній кеш-пам’яті, що подвоює пропускную здатність системи пам’яті. Саме по цій причині у мікроархітектурі Mic-1 нам знадобились два окремих порта пам’яті: особливий порт для кажної кеш-пам’яті. Відмітимо, що кожна кеш-пам’ять має незалежний доступ до основної пам’яті.

9.	Поясніть як побудована асоціативна кеш-пам’ять?

9. У цій схемі усунений недолік кеш-пам'яті з прямим відображенням, о­скільки будь-який блок ОЗП може відображуватися в будь-якому рядку кеш-пам'яті. У кеш-пам'ять ознак записується 30-розрядна ознака, тобто старші 30 розрядів А31—А2 адреси 4-байтного блоку ОЗП. У рядок кеш-пам'яті даних записується 4-байтный блок. Якщо кеш-пам'ять не заповнена, блок записується в будь-який вільний рядок. Якщо кеш-пам'ять заповнена, блок з ОЗП записується в той рядок кеш-пам'яті даних, до якої була найменша кількість звернень. Недоліки кеш-пам'яті з прямим відображенням усуваються за рахунок додаткових засобів визначення блоку, до якого була найменша кількість звернень. При цьому також збільшується час обробки запитів із-за необхідності порівняння 30-розрядної адреси і ознаки, записаної в кеш-пам'яті ознак. Мак­симальна кількість таких порівнянь складає 16К.

10.	Опишіть способи адресації віртуальної машини Java

10. В машини JVM немає спільних способів адресаціі у тому сенсі, що кожна команда утримує в собі кілька бітів, які повідомляють, як потрібно вирахувати адресу (як в Pentium 2, на приклад). Замість цього тут з кожною командою пов’язан один особливий спосіб адресаціі. Оскільки в JVM немає видимих регістрів, регістрова і непрямий регістрова адресація тут неможлива. Декілька команд, наприклад BIPUSH, використовують безпосередню адресацію. Єдиний залишившийся доступний спосіб – індексна адресалі. Вона використовується командами LOAD, ISTORE, LDOW, а також деякими командами, які визначають змінну, пов’язану з яким-небудь неявним регістром, зазвичай LV або CPP. Команди переходу також використовують індексну адресацію, але при цьому РС розглядається як регістр.

Варіант 3