4. Архитектуры микропроцессоров. Основные черты cisc-концепции. Основные черты risc-концепции.

Архитектуры МП:

1. CISC (Complex Instruction Set Computer). CISC означает сложную систему команд. При разработке набора команд CISC заботились, в основном об удобстве компилятора, а не об эффективности исполнения команд процессором. Команды CISC имеют разную длину и время выполнения, зато машинный код CISC процессоров – язык довольно высокого уровня. В наборе команд CISC часто присутствуют, например, команды организации циклов, команды обработки подпрограмм, сложная адресация, позволяющая реализовывать одной командой доступ к сложным структурам данных. Основной недостаток – сложность реализации процессора и малая производительность.

2. RISC (Reduced Instruction Set Computer). RISC характеризуется сокращенным набором команд быстро выполняемых команд. Длина команд одинакова, одинаковый формат команд, операндами команд могут быть только регистры, команды выполняют только простые действия, большое количество РОН, выполнение команды за 1 такт генератора тактовых импульсов (ГТИ), простая адресация.

5. Прямой, обратный и дополнительный коды. Алгебраическое сложение двоичных целых чисел.

ПК-прямой код, просто двоичное представление числа(если положительное то старший бит 0, если отрицательное то 1). ОК – обратный код, в прямом коде нули меняем на единицы, а единицы на нули(кроме знакового бита). ДК – дополнительный код, к младшему биту ОК прибавляем 1.

1. Сложение с использованием дополнительного кода (ДК) 5-3 ПК(5)=00101 ПК(-3)=10011 ОК(-3)=11100 ДК(-3)=11101 00101 + 11101 (1)00010= 2₁₀ 3-5 ПК(3)=00011 ПК(-5)=10101 ОК(-5)=11010 ДК(-5)=11011 00011 + 11011 11110-ДКрезульта= 2₁₀ 10001 – ОК (ДКрезультата) 10010 – ДК (ДКрезультата) = ПК (-2)

Алгебраическое сложение с использованием обратного кода 5-3=2 ПК(5)=00101 ПК(-3)=10011 ОК(-3)=11100 00101 + 11100 (1)00001 – единица циклического переноса прибавляется к младшему разряду результата 000010 = 2 3-5=-2 ПК(3)=00011 ПК(-5)=10101 ОК(-5)=11010 00011 + 11010 (1)11101 – ОК(результата) 10010 = -2₁₀

6. Разрядные сетки эвм. Представление чисел с плавающей запятой. Нормализация чисел. Смещенный порядок. Восстановление смещенного порядка. Разрядные сетки эвм

Разрядная сетка – общепринятый формат слова для данного типа ЭВМ.

Существуют форматы с фиксированной точкой и форматы с плавающей запятой.

Число с плавающей запятой записывается в виде

+\-q*2^(+\-p)

q – мантисса

2 – отставание от степени

p – истинный порядок числа

Зн.q (1 разряд)

Зн.p(1 разряд)

p(7разрядов)

q(23разряда)

Для кодирования машинного слова необходимо 4 байта, то есть необходимо задать 4 адреса, по которым будут храниться соответствующие части числа.

Первый этап преобразования – нормализация числа.

Нормализованным называется такое число, в котором после запятой стоит 1.

0,00101…*2^(010) → нормализация → 0,(1)01*2^0

|

Скрытая единица

Смещенный порядок

Смещенный порядок – получается путем прибавления:

p* = p+2^n

где n – количество разрядов, отведенных под порядок p

Диапазон изменения порядка – +127..-128

p	p*	p8*	P16*
+127	(11 111 111) 1111 1111	377	FF
…
1	1000 0001	201	81
0	10000000	200	80
-1	01111111	177	7F
…
-127	00000001	1	1
-128	00000000	0	0

ПК(-1) = 10000001

ОК(-1) = 11111110

ДК(-1) = 11111111

+1_______________

(1)01111111

Восстановление смещенного порядка

Из таблицы видно, что все положительные порядки p* имеют в старшем разряде 1, а все отрицательные в старшем разряде содержат 0.

Правило восстановления – инвертируется старший разряд смещенного порядка p*. Если после инвертирования в старшем разряде 0, то код отражает порядок p в ПК. Если же после инвертирования в старшем разряде оказывается 1, то имеем дополнительный код исходного порядка p.

Пример:

1. 10010011 – p*

Инвертируем старший разряд – 00010011=ПК(p)=19

2. 01110101 – p*

Инвертируем старший разряд – 11110101=ДК(p)

+ 10001010 – ОК(ДК(p)) 1

10001011= -11