1 курс 2 семестр / лекции / Лекция 1 ЦП система команд — копия

Лекция 1.

Архитектура процессора.

Вопросы:

1.Основные понятия компьютерной техники.

2.Архитектура компьютера. 3.Устройство центрального процессора. 4.Система команд.

1.Основные понятия компьютерной техники.

Основные определения:

Компьютер – устройство, способное исполнять четко определенную последовательность операций, предписанную программой.

ЭВМ (электронно-вычислительная машина) – специальный компьютер, предназначенный для вычислительных операций.

ПК (персональный компьютер) PC (Personal Computer) – компьютер, ориентированный на одного пользователя без специальной бригады обслуживания и специального сооружения для обеспечения требуемого ТВР. При этом общение происходит через множество сред общения: от алфавитно-цифрового до графического и устройств виртуальной реальности и обеспечивает коллективное общение.

Сервер – компьютер повышенной мощности с увеличенной скоростью вычислений и увеличенным объемом памяти, требующий особой конструкции исполнения и обеспечения необходимого ТВР.

Рабочая станция – это компьютер пользователя относительно сервера или изолированный, но особо мощный компьютер.

Компьютерная система –совокупность компьютерных устройств, соединенных между собой для достижения определенной цели.

Алгоритм – набор операций, однозначно определяющий содержание и последовательность выполнения действий для решения поставленной задачи. Программа – алгоритм, записанный в виде последовательности машинных команд, соответствующим соглашениям , принятым при разработки компьютера.

Сигнал – это носитель информации в виде изменяющейся во времени физической величины, обеспечивающей передачу данных. Сигнал называется дискретным, если параметр сигнала может принимать конечное значение (например, логические 1 или 0, которые могут быть представлены в схемах различными уровнями напряжений, например, 5,0 В или 1,0 В).

Вентиль – преобразователь или источник сигнала, представляющий собой электронные схемы, соединенные определенным образом. Данные схемы могут реализовываться в качестве интегральных схем с помощью микроэлектроники.

Двоичная переменная- переменная с двумя логическими значениями 0 или 1, которую используют для представления отдельных разрядов чисел в двоичной системе счисления с основанием 2.

Код – это система условных знаков или символов, применяемых для представления информации.

Символ – это условный элемент, допустимый информационной системой набора знаков (например, цифры различной системы счисления).

Бит – минимальный информационный элемент компьютера, который может принимать логические значения 0 или 1 и в физической ячейки памяти этим значениям соответствует уровень напряжения: 0 - низкий ; 1 - высокий.

Регистр – совокупность ячеек памяти со своим адресом. Каждая ячейка памяти имеет свой адрес.

Байт – минимально адресуемая информация, пересылаемая между компонентами компьютера и состоящая из 8 битов.

Слово – это два или более байтов со смежными адресами. Разряды 8 бит –одинарное слово; разряды - 16 бит, два смежных слова, которые образуют двойное слово (double word) разряд: 32 бита, два смежных двойных слова, которые образуют четверное слово и т.д.

В двухбайтном слове принят LH-порядок следования байт , при этом на адрес слова указывает на младший байт L (Low), а старший байт Н (High) размещается по адресу на единицу большему.

В двойном слове порядок будет аналогичным — адрес укажет на самый младший байт, после которого будут размещены следующие по старшинству байты.

1 байт (8 бит) делится на пару тетрад: старшую тетраду — биты [7:4] и младшую тетраду — биты [3:0].

В технической документации, электрических схемах и текстах программ могутприменяться различные способы представления чисел:

-двоичные;

-шеснадцатиричные;

-дсятичные ;

-восьмиричные.

2.Архитектура компьютера.

Го́вард Ха́тауэй Эйкен. (англ. Howard Hathaway Aiken; 9 марта 1900, Хобокен, штат Нью- Джерси, США — 14 марта 1973, Сент-Луис, штат Миссури, США) — американский пионер компьютеростроитель.

Принстонская архитектура ЭВМ.

Профессор Фон Нейман

Джон фон Не́йман (англ. John von Neumann; или Иоганн фон Нейман, при рождении ЯCнош Ла́йош Нейман, венг. 28 декабря 1903, Будапешт — 8 февраля 1957, Вашингтон) — венгеро-американский математик и педагог, сделавший важный вклад в квантовую физику, квантовую логику, функциональный анализ, теорию множеств, информатику, экономику и другие отрасли науки.

2.1. Программное обеспечение компьютера

Интерпретаторы

Каждая команда Рассматривается на языке Я0 и выполняется сразу. Перевод всей программы с языка Яi на язык Я0 не требуется.

Трансляторы

Перевод программы с языком Яi на язык Я0

3. Устройство центрального процессора.

3.1. Основные определения:

Процессор – основной мозговой узел, обеспечивающий исполнение находящегося в памяти программного кода.

Программный код –это последовательность инструкций (или команд), каждая из которых закодирована и расположена в целом числе смежных байт памяти.

Каждая инструкция (команда) имеет операционную и операндную часть.

Операционная часть ( Что Делать) представляет собой информацию о требуемых действиях процессора.

Операндная часть (Откуда и Где Результат) показывает откуда берутся и где находится результата выполнения действия процессора.

При этом операнды могут присутствовать в явном или не явном виде или вообще могут отсутствовать.

Инструкции (команде) предшествует префикс, определяющий:

-способ адресации;

-размер операнда;

-необходимость повторения данной инструкции.