- •1. История цвм, поколения цвм.
- •2. Классификация эвм.
- •3. Принципы работы цвм по Фон-Нейману, основные определения.
- •4. Понятия об архитектуре и структуре цвм.
- •5. Основные технические характеристики цвм.
- •Установка охлаждения;
- •Уменьшение размеров;
- •Оптимизация алгоритмов вычисления.
- •10. Формат числа с плавающей запятой, его особенности.
- •11. Двоично-десятичный формат числа.
- •12. Прямой, обратный и дополнительный коды двоичных чисел, упрощенные правила перевода чисел в обратный и дополнительный коды.
- •13. Модифицированные коды двоичных чисел, их реализация в цвм.
- •27. Система команд процессора, формат команды.
- •28. Упрощенная структурная схема типового 16-разрядного процессора, назначение его частей.
- •31. Понятия о cisc и risc архитектуре процессора, отличия.
- •32. Организация прерываний вычисления в типовом процессоре.
- •34. Поколения процессоров фирмы Intel: характеристики, отличия, основные тенденции.
- •35. Классификация современных процессоров.
- •36. Классификация запоминающих устройств.
- •37. Принципы построения постоянного и оперативного запоминающих устройств.
- •38. Назначение и принципы построения кеш-памяти.
- •39. Принципы построения внешних запоминающих устройств.
- •40. Понятие об интерфейсах современных аппаратных средств вычислительной техники.
- •41. Классификация многопроцессорных вычислительных систем по взаимодействию команд и данных.
- •42. Классификация многопроцессорных вычислительных систем по распределению оперативной памяти.
- •43.Основные методы обслуживания средств вычислительной техники
32. Организация прерываний вычисления в типовом процессоре.
Схема управления прерываниями обрабатывает поступающий на процессор запрос прерывания:
сохраняет в стеке текущее состояния регистров процессора (СК, РП);
по номеру запроса на прерывание передает управление программе обработки
прерывания (изменяет значение СК);
по окончании обработки прерывания процессор восстанавливает из стека СК
и РП и возвращается к прерванной программе.
33. Фон-Неймановская и гарвардская архитектуры ЦВМ: отличия, особенности.
В современных ЦВМ несколько системных шин (3-5), связанных мостами.
2 вида системных шин:
по Фон-Неймановской архитектуре ЦВМ (общая память программ и данных) –
общая шина данных для передачи и команд и данных (универсальные ЦВМ – эффективно распределяется память между программами и данными);
по гарвардской архитектуре ЦВМ (общая память программ и данных) – 2 шины
данных: одна для передачи команд, другая для обмена операндами с памятью (используется в микроконтроллерах – у них программа жесткая, скорость вычислительного процесса выше из-за распараллеливания потоков команд и данных).
34. Поколения процессоров фирмы Intel: характеристики, отличия, основные тенденции.
35. Классификация современных процессоров.
Процессоры можно классифицировать, например, по следующим признакам:
1) По структурному исполнению:
однокристальные – на одной микросхеме;
секционные – мощность процессора определяется составом секций.
2) По функциональному составу системы команд:
процессоры общего назначения (Intel, AMD);
проблемно-ориентированные – например, секционные с программируемой логикой,
их структура формируется из секций, состав команд – записью микропрограммы,
тем самым такие процессоры оперативно формируются под решение конкретных
задач, проблем;
специализированные:
сигнальные процессоры – для решения задач цифровой обработки сигналов
обработки звука, изображений, распознавания образов и т.д. характеризуется наличием ЦАП и АЦП, аппаратными средствами для выполнения операций с плавающей запятой, выполнения сложных специализированных вычислений, например, свертка, сложение с
умножением и др.;
однокристальные микроконтроллеры – для управления объектами в
реальном времени; они, как правило, строятся по RISC-архитектуре; гарвардская структура; развитая периферия; состав команд предполагает много логических операций над прямо адресуемыми битами (MCS-51 фирм Intel, AnalogDevice);
3) По месту процессора в системе:
центральный процессор (ЦП);
сопроцессор (математический, на первых моделях Intel);
периферийный процессор (видокарта, звуковая карта);
канальный процессор (контроллер канала ввода/выводаяя, КПДП);
процессорный элемент (ПЭ) многопроцессорной системы.
4) По организации операционного устройства (ОУ):
с операционным устройством процедурного типа (I-процессоры, M-процессоры)
с преимущественно микропрограммным правлением;
процессоры с блочным операционным устройством;
процессоры с конвейерным операционным устройством (последние два варианта
предусматривают аппаратную реализацию большинства операций ).
5) По организации обработки адресов:
с общим операционным устройством;
со специальным (адресным) операционным устройством.
6) По типу операндов:
скалярный процессор;
векторный процессор;
с возможностью обработки и скалярных, и векторных данных.
7) По логике управления процессором:
с жесткой логикой управления;
с микропрограммным управлением.
8) По составу (полноте) системы команд:
RISC (Reduced Instruction Set computer – компьютер с сокращенным набором
команд), например, процессоры серии Alpha, PowerPC; разновидностью RISC-
архитектуры является ARM-архитектура (Advanced Risc Machine)$
CISC (Complete Instruction Set Computer– компьютер с полным набором команд) –
процессоры Intel;
CISC-процессор с внутренними RISC-подобными инструкциями (RISC-ядро).
9) По организации управления потоком команд / способу загрузки исполни тельных
устройств:
с последовательной обработкой команд;
с конвейером команд;
суперскалярные процессоры;
процессоры VLIW-архитектуры – с длинным командным словом (Very Long
Instruction Word) – в одном командном слове (до 64 бит) фактически много команд
– одновременное распараллеливание выполнения;
процессоры EPIC-ахитектуры (Explicitly Parallel Instruction Computing – явный
параллелизм выполнения команд) – компилятор указывает процессору какие
команды можно выполнять одновременно, аппаратно это предусмотрено
(отечественная ЭВМ Эльбрус-3 до 25 команд выполняет одновременно);
процессоры MIPS-архитектуры (Microprocessor Without Interlocked Pipeline
Stages) – архитектура, устраняющая блокировки конвейера; и др.
10)По количеству ядер на одном кристалле:
многоядерные процессоры – на кристалле расположены от десятков до сотен
относительно простых вычислительных ядер;
мультиядерные процессоры – на кристалле относительно небольшое число
высокопроизводительных ядер (серия Intel Core).__