11. Числовые и не числовые типы данных.

    ЧИСЛОВЫЕ ТИПЫ ДАННЫХ

    Типы данных можно разделить на две категории: числовые и нечисловые. Среди числовых типов данных главными являются целые числа. Они бывают различной длины: обычно 8, 16, 32 и 64 бита. Целые числа применяются для подсчета различных предметов (например, позволяют узнать, сколько на складе отверток), для идентификации различных объектов (например, банковских счетов), а также для других целей. В большинстве современных компьютеров целые числа хранятся в двоичном виде, хотя в прошлом использовались и другие системы. Некоторые компьютеры поддерживают целые числа и со знаком, и без знака. В целом числе без знака нет знакового бита, и все биты содержат данные. Этот тип данных имеет преимущество: у него есть дополнительный бит, поэтому 32-разрядное слово может содержать целое число без знака от 0 до 232-1 включительно. Двоичное целое число со знаком, напротив, может содержать числа только до 231-1, но зато включает и отрицательные числа. Для выражения нецелых чисел (например, 3,5) используются числа с плавающей точкой. Их длина составляет 32, 64, а иногда и 128 бит. В большинстве компьютеров есть команды для выполнения операций с числами с плавающей точкой. Во многих компьютерах имеются отдельные регистры для целочисленных операндов и для операндов с плавающей точкой.

    НЕЧИСЛОВЫЕ ТИПЫ ДАННЫХ Хотя самые первые компьютеры работали в основном с числами, современные машины часто используются для выполнения нечисловых приложений, например, для обработки текстов или управления базами данных. Для этих приложений нужны другие, нечисловые, типы данных. Здесь очень важны символы, хотя не каждый компьютер обеспечивает аппаратную поддержку для них. Наиболее распространенными символьными кодами являются ASCII и UNICODE. Они поддерживают 7-разрядные и 16-разрядные символы соответственно. На уровне архитектуры набора команд часто имеются особые команды, предназначенные для операций со строками. Эти строки иногда разграничиваются специальным символом в конце. Вместо терминального символа для определения конца строки может использоваться поле длины строки. Строковые команды позволяют выполнять копирование, поиск и редактирование строк, а также другие действия. К нечисловым относится также очень важный логический тип данных, содержащий булевы значения. Этих значений два: истина и ложь. Теоретически булево значение можно представлять единственным битом: 0 - ложь, 1 - истина (или наоборот). На практике же используется байт или слово, поскольку отдельные биты в байте не имеют собственных адресов и, следовательно, к ним трудно обращаться. В обычных системах применяется следующее соглашение: 0 означает ложь, а любое другое значение - истину. Последний тип данных - это указатели, которые представляют собой машинные адреса.

12. Принцип микропрограммного управления.

Развитие микроэлектронной базы запоминающих устройств позволило создать память, параметры которой существенно снизили влияние микропрограммирования на производительность процессора и ЭВМ в целом.

Микропрограммный принцип управления обеспечивает реализацию одной машинной команды путем выполнения микрокоманд, записанных в постоянной памяти. Микрокоманда содержит информацию о микрооперации, выполняемой в течение одного машинного такта, а также информацию о формировании адреса очередной микрокоманды. Реализация принципа микропрограммного управления предусматривает принудительную выборку микрокоманд. Принцип микропрограммного управления предопределяет возможность хранения микропрограмм системы команд ЭВМ в ЗУ того или иного типа, что сокращает аппаратный состав ЦУУ. Кроме того это позволяет оперативно изменять систему команд конкретной ЭВМ при решении определенного класса задач.

При построении дискретных устройств целесообразно использовать принцип микропрограммного управления, состоящий в следующем:

1) любая операция, реализуемая устройством, рассматривается как сложное действие, которое разделяется на последовательность элементарных действий, называемых микрооперациями;

2) для управления порядком следования микроопераций используются логические условия х_i, принимающие в зависимости от результатов выполнения микроопераций значения 1 или 0;

3) процесс выполнения операций в устройстве описывается в форме алгоритма, представленного в терминах микроопераций и логических условий и называемого микропрограммой;

4) микропрограмма используется как форма представления функции устройства, на основе которой определяются его структура и порядок функционирования.

13. Производительность эвм

БЫСТРОДЕЙСТВИЕ ЭВМ - среднестатистическое число операций (команд), выполняемых ЭВМ в единицу времени. Быстродействие современных ЭВМ составляет 102-108 операций за 1 с. Иногда быстродействие определяется как время, затрачиваемое на выполнение 1 арифметической операции.

Бинарные:

• a - b

• a + b

• a * b

• if(a && b)

14. Бинарные и унарные команды.

Унарные:

• -a

• +a

• &

• int *p = &a;

Унарные операции выполняются справа налево. В отличие от унарных, бинарные операции выполняются слева направо.

15. Цифровой логический уровень.

Алгебра логики — это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.

Основные элементы, из которых конструируются цифровые компьютеры, чрезвычайно просты. Сначала мы рассмотрим эти основные элементы, а также специальную двузначную алгебру (булеву алгебру), которая используется при конструировании этих элементов. Затем мы изучим основные схемы, которые можно построить из вентилей в различных комбинациях, в том числе схемы для выполнения арифметических действий. Следующая тема о том, как комбинировать вентили для хранения информации, то есть о том, как построить память. После этого мы перейдем к процессорам и к тому, как процессоры на одной микросхеме обмениваются информацией с памятью и периферийными устройствами. Затем мы рассмотрим различные примеры, взятые из компьютерной индустрии.