- •Базовые понятия компьютерных систем. Классификация компьютерных систем.
- •Основные характеристики процессора
- •Основные компоненты программного обеспечения
- •Структура по
- •Системы счисления
- •Представление двоичных чисел
- •Дробные числа.
- •Аналоговые устройства
- •Цифровые устройства
- •Роль математики и логики в создании кс.
- •Битовые строки
- •Формы представления переключательной функции
- •Минимализация функции алгебры логики (фал)
- •Понятие «Базис»
- •Триггеры
- •Асинхронные rs-триггеры с инверсными входами
- •Регистры
- •Сдвиговые регистры (сдвигающие)
- •Счётчик
- •Сумматоры
- •Шифратор MxN (Coder – cd)
- •Принципиальная схема компьютера (кс)
- •Команда
- •Локальная операция
- •Процессор
- •Двухадресный процессор
- •Двухадресный процессор 1-ого типа
- •Двухадресный процессор 2-ого типа
- •Процессоры с регистрами общего назначения (рон)
- •Система команд фиксированной длинны
- •Система команд разной длины. Битовая память.
- •Косвенные, непосредственные, относительные адреса
- •Использование команд
- •Непосредственный адрес
- •Относительный адрес
- •Формат для относительной адреса:
- •Пересылки
- •Обмен с внешней памятью
- •Команды передачи управления Циклы
- •Блок – схема разветвления
- •Переадресация
- •Цикл итерационного типа
- •Цикл смешанного типа
- •Косвенные адреса
- •Автоинкремент/декремент
- •Индексный регистр
- •Подпрограммы и ввод/вывод
- •Сохранение адреса возврата в регистре
- •Использование стеков
- •Передача параметров
- •Операции ввода/вывода
- •Программно управляемый ввод/вывод
- •Сегментная организация памяти
- •Кэш прямого отображения
- •Ассоциативный кэш
- •Организация процессора Конвейер команд
- •Задержка работы устройств
- •Конфликты по ресурсам
- •Явный конфликт по данным
- •Передача управления
- •Условный переход
- •Основные направления развития системы команд
- •Архитектура с командным словом сверх большой длины
Процессор
УУ – устройство управления. АЛУ – арифметико-логическое устройство, состоит из набора блоков. ОП – оперативная память – ряд регистров. УК – указатель команд. РК – регистр команд. r1, r2, r3 – регистры операндов.
Этапы выполнения команды арифметико-логического типа: 1) УУ извлекает из ОП команду по адресу A и пересылает её в РК. 2) Содержимое УК увеличивается на единицу. 3) Дешифрация кодов операции. УУ читает код в РК и активизирует в АЛУ соответствующий блок. 4) Производится вызов операндов: УУ читает A1, A2. Содержимое этих адресов последовательно вызывается в r1, r2. 5) Блок p в АЛУ выполняет операцию с содержимыми r1 и r2. Результат помещают в r3. 6) Содержимое r3 засылается в ОП по адресу A3.
З
P
A3
A2
A1
апись команд по этапам: 1. (УК) -> РК 2. (УК) + 1 -> РК 3. Дешифрация КОП(код операции) 4. (A1) -> r1 5. (A2) -> r2 6. (r1)p(r2) -> r3 7. (r3) -> A3 8. Перейти к выполнению п. 1Двухадресный процессор
В памяти компьютера хранятся программы и исходные данные, должны храниться промежуточные и конечные результаты. Ячейка для хранения промежуточных результатов называется рабочей.
Среди всех данных выделим: 1. данные, которые используются в алгоритмах один раз. Это исходные данные или промежуточные результаты. 2. данные, которые используются немедленно после их вычисления.
Двухадресный процессор 1-ого типа
1. (УК) -> РК 2. (УК) + 1 -> РК 3. Дешифрация Р 4. (A1) -> r1 5. (A2) -> r2 6. (r1)p(r2) -> r3 7. (r3) -> A3 8. Перейти к выполнению п. 1
Процесс выполнения команд не значительно отличается от 3-ёх адресного процессора. Команды первого типа составляют большинство.
Двухадресный процессор 2-ого типа
Т
G
P
A1
A2
ак как промежуточные результаты должны использоваться сразу, то используется регистр результата – A (аккумулятор), либо S(сумматор). Процессор, в зависимости от кода операций, выполняет команду по одной из схем.Формат.
Схема 1. -> G=0 -> (A1)p(A2) -> S Операнды извлекаются из ОП, а результат туда не записывается, а остаётся в регистре результата S. Схема 2. -> G=1 -> (A1)p(S) -> S В двухадресном процессоре второго типа задачи решаются быстрее, чем в трёхадресном, т.к. памяти требуется меньше.
Процессоры с регистрами общего назначения (рон)
Для промежуточных результатов необходимо использовать несколько регистров. РОН одинаковы и имеют свой номер и в общем случае в состав процессора не входят. Другое отличие РОН- команды не попадают туда.
В двухадресном процессоре с регистром РОН могут использоваться команды 4х типов.
Таблица: Команды.
Р(коп) |
R1 |
R2 |
Р |
R1 |
A2 |
Р |
A1 |
R2 |
Р |
A1 |
A2 |
Из таблицы видно, что счетчик команд имеет разную длину и это необходимо для обработки (регистр - короткий, ячейка - длинная).
R – регистр
А – адрес
КОП – команда памяти
