11. Типы адресации переменных

Поле команды состоит из двух частей: операционной (код операции) и адресной. Код определяет действие. Адресная часть команды содержит адреса операндов (чисел или символов), участвующих в операции. Под адресом понимается номер ячейки ОЗУ или ПЗУ, где записана необходимая для выполнения команды информация. Таким образом, ЭВМ (точнее, процессор) выполняет действие, которое определяется кодом операции, над данными, местоположение которых указано в адресной части команды. При этом могут быть использованы различные типы адресации (т.е. указания ячеек памяти, к которым производится доступ):

• Абсолютная— указывается прямой адрес ячейки памяти.

• Ассоциативная— метод адресации ячеек памяти, основанный на указании содержимого ячейки, а не её точного положения. Для этого указывается слово, которое характеризует содержимое нужной ячейки, а не её обычный адрес.

• Сегментная— указывается адрес относительно начала сегмента, в случае, если сегменты отсутствуют или совпадают, эквивалентна абсолютной.

• Относительная— метод адресации данных в памяти, при котором указанное в команде число добавляется к счету, который находится в установленном регистре.

• Косвенная — метод адресации в машинных кодах, в котором адресная часть команды содержит косвенный адрес. В команде указывается адрес ячейки памяти, где находится адрес данных, который и должен быть использован при выполнении команды.

• Индексная— метод адресации, при котором актуальный (исполнительный) адрес формируется путем прибавления к базовому адресу содержимого индексного регистра. Используется при программировании на языке Ассемблер: в индексный регистр закладывается базовый адрес, а в команде указывается число, которое необходимо прибавить к базовому адресу, чтобы получить адрес нужных сведений.

• Непосредственная— указывает на определённое число, константу.

• Регистровая— указывает на определённый регистр РОН.

• Стековая — с использованием специального регистра — указателя стека (SP — StackPointer). Используется для занесения операндов в стек в одном порядке и извлечения в обратном порядке.

• Неявная— регистр источник или регистр приёмник подразумевается в самом коде операции.

12. Характеристики процессора

Основными характеристиками процессора являются его тактовая частота, разрядность и размеры кэша 1-го и 2-го уровня.

Частота в общем смысле — это количество колебаний в секунду. Тактовая частота — это количество тактов в секунду. В применении к процессору тактовая частота — это количество операций, которое процессор может выполнить в секунду.То есть чем больше операций в секунду может выполнять процессор, тем быстрее он работает. Например, процессор с тактовой частотой 40 МГц выполняет 40 миллионов операций в секунду, с частотой 300 Мг — 300 миллионов операций в секунду, с частотой 1 ГГц - 1 миллиард операций в секунду и т. д.Существует два типа тактовой частоты — внутренняя и внешняя.

Внутренняя тактовая частота — это тактовая частота, с которой происходит работа внутри процессора. Внешняя тактовая частота или частота системной шины — это тактовая частота, с которой происходит обмен данными между процессором и оперативной памятью компьютера.До 1992 года в процессорах внутренняя и внешняя частоты совпадали, а в 1992 году компания Intel представила процессор 80486DX2, в котором внутренняя и внешняя частоты были различны — внутренняя частота была в 2 раза больше внешней. Было выпущено два типа таких процессоров с частотами 25/50 МГц и 33/66 МГц, затем Intel выпустила процессор 80486DX4 с утроенной внутренней частотой (33/100 МГц). С этого времени остальные компании-производители также стали выпускать процессоры с удвоенной внутренней частотой, а компания IBM стала выпускать процессоры с утроенной внутренней частотой (25/75 МГц, 33/100 МГц и 40/120 МГц). В современных процессорах, например, при тактовой частоте процессора 3 ГГц, частота системной шины 800 МГц.

Разрядность процессора определяется разрядностью его регистров. Компьютер может оперировать одновременно ограниченным набором единиц информации. Этот набор зависит от разрядности внутренних регистров. За один рабочий такт компьютер может обработать количество информации, которое может в них поместиться. Если регистры могут хранить 8 единиц информации, то они 8-разрядне, и процессор 8-разрядный, если регистры 16-разрядные, то и процессор 16-разрядный и т.д. Чем больше разрядность процессора, тем большее количество информации он может обработать за один такт, а значит, тем быстрее работает процессор. Например, процессор Pentium 4 является 32-разрядным.

Объем кэш-памяти 1-го и 2-го уровня также влияет на производительность процессора. В процессоре Pentium III кэш-память 1-го уровня составляет 16 Кб, кэш-память 2-го уровня 256 Кб. В процессорах Pentium 4 кэш-память 1-го уровня для данных имеет объем 8 Кб, кэш-память 1-го уровня для команд рассчитан на 12000 инструкций в порядке их исполнения, а объем кэш-памяти 2-го уровня составляет 512 Кб.