ГИА 2024 Ответы УТС (НЕ ВСЕ)

Вычислительные машины, системы и сети

1. Представление информации в ЦВМ и ВС.

Информация – это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами для обеспечения целенаправленной деятельности. Информация: числовая, текстовая, графическая, звуковая, видео и др.Существуют методы оценки количества информации. Классическим является подход, использующий формулу Шеннона: H=log2N H-количество информации, N- количество равновероятностных альтернативных состояния объекта. Все виды информации представляются двоичными кодами и имеют определенные правила кодирования. Коды различных значений, относящихся к различным видам информации могут совпадать .В этом случае интерпретация кодированного значения выполняется программистом по контексту выполнения команд программы.

Представление чисел.

Используется две формы представления: естественная и нормальная. Каждая из форм имеет несколько форматов, в основном отличающихся длиной полей. Естественная форма жестко определяет положение точки в числе, как правило, точка расположена правее младшей значащей цифры. Вэтомслучаеимеемдело счисто целым числом, ивторойслучай– левеестаршейзначащей цифры (чисто дробное число). Возможно и смешанное представление. Диапазон представления

целых чисел без знака: 0≤Nцфт≤2n-1. Диапазон дробных чисел:2-n≤Nдфт≤1-2-n. Для кодирования знака числа используется старший разряд. Положительное число кодируется 0, отрицательное число

кодируется 1.

Integer Byte – целоечисло со знаком, длиной1 байт. знак__7.___6.___ модуль_________0.Word (2байта), Double Word (4б), Quad Word (8б). Имеется 4 беззнаковых формата: Unsigned Byte (1б), Unsigned word (2б), Unsigned Double Word (4 б), Unsigned Quad Word (8б).

Достоинства: Простота и наглядность представления чисел. Простота реализации операций над числами в естественной форме. Простота операционных устройств Недостатки: Ограниченный диапазон представимых значений. Для таких чисел возможна ситуация переполнения.

От этих недостатков свободна нормальная форма представления чисел, записываемая в следующем виде: x=±mx*q±px, где mx- мантисса, px- порядок. 16б-Short Int, 32Integer, Long Int.

Числа с плавающей точкой – положение точки в числе определяется значением порядка, а точность определяется порядком мантиссы. 39.128*10-1=391.28*100=0.39128*103

В состав современных микропроцессоров для выполнения операций над числами с плавающей точкой входят устройства (сопроцессоры) или дополнительные устройства для выполнения операций над числами с плавающей точкой.

Формат любого числа с плавающей точкой (или вещественного числа):

Для двоичной позиционной системы счисления в случае нормализации по 2 mx=1.XXX, этот факт позволяет исключить один бит из кода мантиссы с согласованным изменением алгоритма операции. В результате точность представления повышается на 1б. Этот прием используется в сопроцессорах в форматах Single и Double Precession. Для упрощения операций над порядками, обычный порядок, который представляет целое число со знаком, заменяют смещенным порядком.

P’x=01111111+00000011=100000010b 0.11000010.001101000..0.

1.Single : 10-38…10+38

2.Double Precession : 10-308…10+308

3.Extended: 10-4932…10+4932

0..232-1= ~ 4*109 - снижается точность представления.

В современных ЭВМ, кроме рассмотренных форм используется двоично-десятичное представление, в котором каждая двоично-десятичная цифра заменяется своим двоичным эквивалентом. Эта форма введена для удобства обработки десятичных чисел. Поддержка BCD кодирования упрощает вв/вывод кодов; и позволяет достичь для некоторых классов задач требуемую точность вычисления.

Представление двоично-десятичных чисел: 2 формата: Unpacked (64р), Packed (32р) Для Unpacked младшая десятичная цифра в младшем разряде – тетрада:

12967504 0000.0001.0000.0010.0000.1001.0000.0110.0000.0111.0000.0101.0000.0000.0000.0100.

Неупакованный. 0001.0010.1001.0110.0111.0101.0000.0100

Упакованный Вещественные числа представляются в нормальном формате.

Представление символьной информации. Char, String, Pchar – нультерминальные строки.

Совокупность всех символов, используемых в системе, называется алфавитом. Длина в 1 байт256 различных символов. Примеры кодирования символов: ASCII, ANSI, CP866, WIN1251. Младшие 128 кодов составляют аппаратную часть таблицы, и они не меняются, в этой части находятся управляющие коды, коды цифр, латинского алфавита, псевдографики. Старшая часть – программируемая часть кодовой страницы и содержит коды символов национальных алфавитов. Символьный вид универсальный, им можно представить даже цифровую информацию. Этап ввода можно разделить на две стадии: На первой выполняется ввод кода клавиши. А на второй – по коду клавиши формируется код символа. При нажатии клавиши формируется Scan-код клавиши (аппаратный номер). На втором этапе, Scan-код клавиши преобразуется в код символа с использованием таблицы кодирования (трансляции). Описание изображения каждого символа хранится в видео памяти вычислительной системы.

Для таблицы ASCII: 30h..39h – коды символов.

Представление видео и звуковой информации Преобразование звуковой информации: сначала используется устройство преобразования

звуковой информации в электрический сигнал, а на втором этапе подвергается аналоговому преобразованию, и в результате получаем цифровые коды. Потеря информации на этапе превращения звуковой информации в цифровые коды зависит от частоты дискретизации и разрядности квантования fдз≥2fвз fвз – наивысшая частота в спектре звукового сигнала. N=32 разрядные. Звуковой сигнал должен обрабатываться в реальном масштабе времени (темпе приема). По скорости изменения делят на квазистатическую (числовую, символьную, графическую) и динамическую(звуковая, видео). Дляобработкизвуковойинформациииспользуютзвуковуюкарту. Для воспроизведения звуковой информации необходимо произвести преобразование цифровых кодов, а затем электрический сигнал проводят в акустическую систему. Звуковая карта оцифровывает информацию, обрабатывает ее, затем превращает в аналоговый сигнал и усиливает его; микширование, эквалайзер, усиление громкости, подключение джойстика и музыкальной клавиатуры. Сигнальные (медийные) процессы – обрабатывают информацию в реальном времени.

Принцип обработки видеоинформации аналогичен принципу обработки звуковой информации. Для преобразования оптического изображения в звуковой сигнал используют специальное устройство: опто-электрический преобразователь (ПЗС – матрица, передающие телевизионные трубки). В конечном итоге цифровое изображение попадает в память видеоадаптера (RAMDAC) и затем создается оптическое изображение на экране монитора. Видео информация – динамическая. Основное отличие – видеоинформация значительно более быстро меняется. Ширина спектра: 10..100МГц. По способу формирования видеоизображения: растровое, матричное, векторное. Растровое – аналоговое – в телевидении. Матричный – изображение представляется в виде точек (пиксель – picture element). Каждый пиксель может иметь один из разрешенных цветов. В качестве характеристики графической информации выступает цвет и координаты пикселя.

Векторное – состоит из отрезков линий. Для каждой линии хранится ее математическое описание. В памяти видеоадаптера изображение хранится в матричном виде, что позволяет перевести векторное изображение в матричное при выводе на монитор. Векторное изображение хорошо масштабируется. Как и звуковая, видеоинформация может быть синтезирована ЭВМ, ошибки с вводом отсутствуют. Для хранения необходимы большие объемы памяти => подвергаются сжатию при передаче по каналам связи => перед воспроизведением выполняется обратная функция.

Арифметические основы ЭВМ Представление чисел в естественной форме называется прямым кодом числа. Прямые коды

чисел не используются в ЭВМ по следующим причинам: 1.Алгоритм выполнения арифметических операций зависит от знака чисел. 2.Знаки и модули чисел должны обрабатываться раздельно. Для преодоления этих недостатков используются обратные и дополнительные коды. Обратный код образуетсяпо следующемуправилу: 1Обратныйкодположительного числа совпадаетс его прямым кодом. 2.Обратный код отрицательного числа образуется следующим образом: знаковый разряд 1, а разряды модуля числа инвертируются. Обратный код обладает след. свойствами: 1. сложение положительного числа с отрицательным значением дает все 1 (1:1111111 1-машинная единица обратногокода), 2. нульвобратномкодеимеетдвоякоепредставление( положительный– 0:000000,

дополнительного кода: 1. сложение – и – дает 10:0000 – машинная единица дополнительного кода, 2. единственное представление нуля.

В ЭВМ в операциях сложения со знаком используется дополнительный код по след. причинам: 1. Единственное представление нуля. 2. при использовании дополнительного кода упрощается аппаратная реализация сумматора. 3. Использование дополнительного кода позволяет легко определить знак результата и наличие переполнения.

Обратный код используется для нормирования дополнительного кода. 00-плюс, 11-минус. Такое кодирование называется модифицированным знаком. Такой код автоматически обнаруживает переполнение, если код знака 01положительное переполнение, если 10 – отрицательное.

Основной код используется для хранения чисел, дополнительный для выполнения операций над мантиссами.

2. Принцип работы ЭВМ. Программная модель универсального микропроцессора. Сегментация памяти.

Структурная схема ЭВМ

УВВ- уст-во ввода, выполняет ф-цию загрузки кода программы.

ОЗУ-программа и данные подлежат обработке в закодированном виде и хранятся в ОЗУ, используют двоичное кодирование.

Программа- упорядоченная последовательность команд, надлежащих обработке, состоит из команд, имеющих свой адрес.

Команда содержит указания на элементарные действия, адреса операндов.

Операнды- данные участвующие в выполнении конкретных операций. Команды и данные различного типа(числовые, графические и др) имеют различные двоичные форматы=1 байту. Структурная единица инф-ции представляется в двоичном коде. Формат состоит из полей. Поле непрерывная последовательность бит, имеющая определенный смысл.

АЛУ- арифметико-логическое уст-во выполняет арифметические и логические операции над данными. Основной частью АЛУ явл-ся операционный автомат, в состав которого входят сумматоры, счетчики, регистры, логическиепреобразователиидр. Онокаждыйразперестраивается на выполнение очередной операции. Рез-ты выполнения отдельных операций сохраняются для последующего использования на одном из регистров АЛУ или записываются в память.

УУ- устройство управления, предназначен для автоматического выполнения программ. УУ выбирает из ОЗУ код команды в определенном порядке, предписанном программой, кроме того, УУ формирует сигнал управления необходимый для исполнения команды в АЛУ.

Увыв- уст-во вывода ВЗУ- внешнее запоминающее уст-во, обеспечивает хранение инф-ции.

Совокупность микрокоманд соотв каждой команде наз микрооперацией.

Команды передачи управления- они модифицируют адрес команды(если адрес линейный, то адресследующейкоманды=длинепрограммыпредыдущей+адресэтойкоманды, еслиразветвляется алгоритм, товпрограммувклпрограммыпередачиуправления, котмодифицируютадрескоманды).

Принцип работы ЭВМ Компьютер работает по программе, записанной в ОЗУ. Программа - это последовательность

команд. Каждая команда представляет собой в закодированном виде алгоритм выполнения одного определенного действия. Числа с которыми надо работать также хранятся в ОЗУ.

Команды поочередно, в порядке возрастания их адресов, вызываются в УУ для расшифровки. В зависимости от кода команды АЛУ или другое устройство настраивается на выполнение определенной операции (сложение, вычитание, печать, чтение диска, вывод на дисплей и т.п.).

Оперативная память IBM PC

Процессор может оперировать (выполнять команды) как с отдельными байтами, так и со словами (2 байта) памяти.

Слова в памяти размещаются так:

00000 │ Мл.байт │ Ст.байт │ 00001 Младший байт по четным адресам. 00002 │ Мл.байт │ Ст.байт │ 00003 Старший байт по нечетным адресам.

00004 │ Мл.байт │ Ст.байт │ 00005 Поэтому при индикации слов на байты надо менять местами. FFFFE │ Мл.байт │ Ст.байт │ FFFFF

Например: 3412 означает число = 1234 Сегментация-это метод управления памятью.

Для совместимости все адреса команд состоят только из 4 цифр (0000...FFFF) и могут адресовать только 64к памяти. Такой участок памяти называется сегментом.

Полный адрес любой ячейки памяти состоит из двух частей:

-адрес начала сегмента (базовый адрес);

-адрес внутри сегмента (адрес смещения).

Базовый адрес, вообще говоря, должен состоять из пяти цифр в диапазоне 00000...FFFFF. Но чтобы не писать пятую цифру, ее всегда считают равной 0. Например, если записан адрес сегмента

=2534, то это означает, что на самом деле его адрес 25340.

Всвязи с этим, сегменты не могут начинаться где попало, а только с адресов с цифрой 0 в конце. Эти адреса называются адресами ПАРАГРАФА. Начало параграфа через каждые 16 адресов (16=10h). Базовый адрес хранится в специальном регистре, а адрес смещения записан в команде.

Полный адрес записывается так: 253А:7516

базовый│адрес адрес│смещения

Физический адрес определяется так: 253АО = баз.адрес +7516 = смещение 2С8В6 = физ.адрес Для хранения базовых адресов в процессоре предусмотрено четыре 16-и разрядных (по 2 байта) регистра с именами: DS,CS,SS,ES.

Классификация:

1.Аналоговые-инф-ция представляется в форме непрерывных сигналов, такие машины исп-ся в составе спец оборудования, для решения задач моделирования.

2.Цифровые-инф-ция в цифровом виде. Цифровая обработка – обр-ка, когда время обр не превышает 1 периода дискретизации вх сигнала (задержка между вх и вых сигналом). Микропроц можно разделить на : Универсальные (наиб производительные в выполн команд как с фиксир, так и с плав точкой, не имеют специализ периф, обрабат данн большого размера, наиб дорогостоящ, прим в перс комп, раб станц, больших и супер эвм), Специальн процессоры (проц-ры цифр обработки сигналов, предназн для обраб сигналов в реальн масшт врем, разрядн неск ниже чем у универ, тактов частота тоже ниже, имеют архитектуру, ориентированную на реш задач цифр обр сигналов, проц-ры обработки потоков данн, прим в радиовещании, связи, аудио, видео сист, медицине, сист спец назначения, телекоммуникации), Мк проц-ры для построения массовопараллельных структур (проц-р имеет обще поле памяти и возник задача общего пользования памятью (доступа), задача микропроц обмена внутри большого процессора. Для таких вычислителей использ специальное программн обеспеч, обеспечивающ эффективное распараллеливание задачи с целью равномерной загрузки всех процессоров. Эфф-ть хар-ся коэффиц-м эффект-ти: N процессоров, производит-ть каждого M, производ-ть при полной нагрузке Пмакс= N*M, Кэф= Пр/Пмакс – показывает насколько реальная производительность отличется от максим. Процессоры использ для повышения надежности в т.н. задачах резервирования), Микроконтр-ры (предназн для использования во встроенных системах управл и обработки информации – микропроцессоры обработки событий в реальном масштабе времени – задержка вых сигнала – не более 1 периода дискретизации. Класс облад наибольшей номенклатурой, что обусловно узкой специальзацией, отличие мк-контроллеров в основном связано с составомперифер-х устройств. Микроконтр как правило обрабат-т данные разм в 1 (8 разр-е) и 2 байта (16 разр-е), большинство реализ только целочисленн арифметику, Тактчастотаотнос-но невыс– порядка10ков МГц. Примен в измерит и преобр технике, электро привод, робототехн, и др автоматич и автоматизир технич сист ), PIC – проц-ры (контролеры) – предназн для реализац относит-но несложн цифр устройств с целью замены устройств выпол-х на интегр сх малой и средн степени интеграции, могут использоваться для реализации интерфейса USB. Проц-р имеет упрощ сист команд: - все команды имеют одинаков длину и выполн за одинаковое число тактов.

Регистры

Процессор IBM PS содержит следующие регистры, которые могут быть использованы при составлении программы:

Сегментные регистры

DS хранит адрес сегмента данных

CS хранит адрес сегмента кодов

SS хранит адрес сегмента стеков

ES хранит адрес дополнительного сегмента Регистры данных

AX AH AL используется как аккумулятор

BX BH BL используется как регистр второго операнда CX CH CL используется как регистр-счетчик

DX DH DL используется как вспомогательный регистр Индексные регистры

SI используется как индексный регистр источника

DI используется как индексный регистр приемника BP используется как индексный регистр стека Регистры указателей

IP указатель адреса команды SP указатель стека Регистор флагов

15p 0p признаки: 1 - есть признак 0 - нет признака 0p (CF) - признак переноса

2p (PF) - признак четности

4p (AF) - признак вспомогательного переноса из 3 в 4 разряд 6p (ZF) - признак нуля

7p (SF) - признак знака

8p (TF) - признак трассировки

9p (IF) - признак разрешения прерываний

10p(DF) - признак инкремента(0),декремента(1) индексного регистра 11p(OF) - признак переполнения

3. Система памяти ЭВМ. Особенности памяти типа СТЕК. Назначение и принцип действия КЭШ-памяти.

СИСТЕМА ПАМЯТИ Cистема памяти PC имеет иерархическую структуру:

РОН - сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ) Емкость 2..64 регистра. Время доступа 15..17 нс. ОЗУ - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ и ПЗУ) Емкость 1Мб..64Мб. Время доступа 70..80 нс (ПЗУ-200 нс) Диски - жесткие и гибкие. Массовая память. Емкость 20Мб..100Гб. Время доступа большое, поэтому обмен сразу файлами.

Оперативная память (ОЗУ)

Oперативная память ROM (Random Access Memory - Память с произвольным доступом) может быть построена на МС двух типов: динамического и статического. Память статического типа (SRAM) более быстродействующая, но энергоемкая, поэтому и плотность размещения в кристалле более чем на порядок меньше, чем у динамической памяти. Память динамического типа (DRAM) более медленная да еще требует цикла регенерации через каждую 1mc. Зато огромная плотность и дешевле. Поэтому память ПК в основном всегда динамическая. К оперативной относится и так называемая постоянная память (ROM - Read Only Memory). Она входит в адресное пространство ОЗУ. Используется в основном для хранения программ BIOS (Basis Input/Output System). Ее быстродействие еще меньше, чем DRAM. Емкость обычно не более 64..128 Kb.

ОЗУ статического типа (SRAM)

ОЗУ статического типа строится на основе триггерных регистровсо схемами управления в одном кристалле. Время доступа 30..35 нс. ПЗУ - постоянное запоминающее устройство. РПЗУ - репрограммируемое постоянное запоминающее устройство. Функциональная схема ПЗУ такая же как ОЗУ, но отсутствует 'Вх.данн.', сигнал 'W/R'(Зп/чт) и обозначение 'ROM'. Микросхемы ПЗУ и РПЗУ выпускаются, как правило, много разрядными (на 1 байт).

┌──┬───┬──┐

└──┴───┴──┘

1.Чтобы увеличить разрядность запараллеливаются все выводы всех микросхем, кр оме 'Вых.данных'.

2.Чтобы увеличить емкость запараллеливаются все выводы всех микросхем, кроме СS Постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) значительно проще по схеме чем ОЗУ, поэтому

обычно МС ПЗУ имеют гораздо большую емкость в одном кристалле. ОЗУ динамического типа

ОЗУстатическоготипадостаточносложныипотребляютбольшуюмощностьнаэлемент, поэтому не могут быть сделаны большой емкости. ОЗУ динамического типа много проще и во время хранения вообще не потребляют тока (только при Зп или Счит.). Позволяют достигать большой плотностиразмещения. Дв.кодхранитсянаемкостях, вкачествекоторыхиспользуются паразитные емкости электродов. Но т.к. емкости разряжаются из-за утечки, информацию надо периодически восстанавливать (не реже, чем через 1000 - 2000 мкс). Время доступа 60..70 нс.

СТЕК Стековая память занимает особое место, т.к. это безадресная память. Бывает аппаратным или

программным, чаще всего. В переводе 'stack' - куча. Работает по принципу: первым пришел - последнимушел. Обычнодлястекаотводитсяобластьвоперативнойпамяти. Ночтобыстекработал как стек, PC имеет специальный регистр SP - указатель стека. Этот регистр всегда хранит адрес

последнего поступившего в стек слова. Для этого, при записи в стек: SP:=SP+2 т.к.запись в стек и чтение, а при чтении из стека: SP:=SP-2 из стека производится словами по два байта. Стек растет «вниз2 по направлению уменьш адресов. Кроме того устройство управления выдает сигналы 'Стек пуст' и 'Стек переполнен'. В системе команд есть команды:

PUSH BX - запись в стек из регистра (нельзя push BL или push BH) POP BX - чтение из стека в регистр (нельзя push BL или push BH)

Стек неявно использ при вызове и возврате из подпрограмм и при возврате из любого прерывания или вызове программного прерывания (CALL, RET, IRET, INT). Стек использ для передачи параметров в подпрогр (регистр BP)

КЭШ-ПАМЯТЬ

Cache - в дословном переводе означает "тайный запас, тайник". Лучшие образцы динамической памятиимеютвремяобращения 60...70 нс. ДляМПстактовойчастотой> 15 МГц(66 нс) считывать информацию из памяти за 1 такт работы МП неудается. Чтобы не замедлять работу используют т.н.

КЭШ-память. Буферная память небольшой емкости с возможностью работы на тактовой частоте МП - это и есть КЭШ-память. Основн назначение – повышение быстродействия за счет дублирования часто используемых данных. Основн эффект достиг в командах чтения.

В КЭШ в процессе работы записывается небольшая часть ОЗУ с которой и работает процессор. Для правильного выбора этого участка ОЗУ используются два принципа:

-принцип временной локальности, то есть обращение к группе данных в ближайшее время с большой вероятностью повторится;

-принцип пространственной локальности, т.е. высока вероятность обращения к рядом расположенным ячейкам памяти.

Из первого принципа следует: информацию в буфере следует хранить в течение некоторого времени. Из второго принципа следует, что считывать в КЭШ надо группу рядом отстоящих ячеек.

АЛГОРИТМ РАБОТЫ КЭШ.

При обращении ЦП к памяти проверяется наличие данных в одном из блоков буфера, и если их там нет, то производится загрузка в КЭШ нового блока. ТИПЫ КЭШ.

В зависимости от способа отображения участков памяти в буфере, различают три типа КЭШ:

-КЭШ с прямым отображением;

-полностью ассоциативный КЭШ;

-множественный ассоциативный КЭШ.

КЭШ с прямым отображением На примере КЭШ=64Kb и разрядности адреса ОЗУ = 32 разряда

емкость КЭШ = 64 К байта (т.е. 16 К строк по 4 байта) 1 строка = 1 блоку.

Здесь адрес памяти прямо определяет строку КЭШ, в которую будет помещен блок. Адрес байта в КЭШ определяется так:

2 мл.разряда адреса - номер байта в строке, 14 мл.разрядов адреса - Индекс, т.е. номер строки,

16 ст.разрядов адреса - Признак (ст.часть адреса), который записывается в буфер признаков, для каждой строки свой. При обращении к памяти по 16 ст.разрядам адреса (по признаку) сразу определяется есть ли нужный блок в буфере. Если нет, то строка заменяется на новый блок.

Недостаток КЭШа с прямым отображением: если два блока отличаются только полем признака (т.е.старшими разрядами), то они будут отображаться по очереди в одну и ту же строку буфера. Например, следующие два байта с разными адресами требуют записи в одну и ту же строку: - адрес 1 байта 2345 1255h, - адрес 2 байта FF03 1257h у них общий индекс 1254

КЭШ полностью ассоциативный В полностью ассоциативном КЭШе нет индекса, а в буфер признаков заносятся все 30 разрядов

адреса сохраняемой в КЭШе строки блока. Поэтому каждый блок памяти может быть записан в любую строку буфера. Недостатки полностью ассоциативного КЭШа:

-увеличенная емкость буфера признаков (30 р.)

-чтобы определить есть ли уже нужный блок в КЭШе, надо сравнить адрес рабочего байта с адресами всех 16 000 строк! Что сильно замедляет работу КЭШа. Поэтому применяется третий тип КЭШ:

Множественный ассоциативный КЭШ.

Это по сути КЭШ первого типа но на каждый индекс отводится по две строки, следовательно, здесь вместо 16К строк используются 8К групп по 2 строки в группе. Таким образом для блоков с одинаковым индексом отводится по две строки.

Вероятность, что вдруг появится в программе надобность в 3 блоках с одинаковым индексом ничтожно мала. Работает КЭШ точно также, как КЭШ с прямым отображением, но дополнительно проверяется в какую из двух строк надо записать новый блок (по числу обращений). Количество сравнений адресов при поиске нужной сроки - всего два! Общие замечания: Все типы КЭШей построены на быстродействующей статической памяти. Статистика показывает, что КЭШ объема М с прямым обр. имеет такой же коэффициент удачных обр., как и множеств. КЭШ объемом М/2. При выборе ПК следует обращать внимание на объем буфера и на его тип. Целостность данных.Чтобы сохранить данные ОЗУ при работе с КЭШ, используется один из двух способов:

1.При каждой записи в КЭШ, производится и запись в ОЗУ.

2.ВКЭШеотводитсяспец. битдлякаждогоблока. Бит= 1, еслиблокизменен. Записьздесьтолько при замене строки новым блоком.

Общие замечания

Все типы КЭШей построены на быстродействующей статической памяти. Статистика показывает, что КЭШ объема М с прямым обр. имеет такой же коэффициент удачных обр., как и множеств. КЭШ объемом М/2. При выборе ПК следует обращать внимание на объем буфера и на его тип.

Целостность данных

Чтобы сохранить данные ОЗУ при работе с КЭШ, используется один из двух способов:

1.При каждой записи в КЭШ, производится и запись в ОЗУ.

2.В КЭШе отводится спец. бит для каждого блока. Бит = 1, если блок изменен. Запись здесь только при замене строки новым блоком

4. Система команд универсального микропроцессора.

Типы данных: 1)bit 2)bate 3)word 4)double word. Целочислен операнды м\т интерпретироваться как знаков и безнаков числа. Реж адресации:

1)регистровая адресация. В случае регистровой адресации операндом явл-ся содержимое одного из регистров. MOV BX, AX; (BX)←(AX), при регистровой адресации надо следить за длиной регистрового операнда. Это самый быстрый способ адресации.

2)Непосредственная адресация. –Оператор константа и содержится в коде команды. MOV AX,0FFh; (AX) ←Efh, надо следить за непосредственной длиной операндов. Операндом кроме чисел могут быть: адрес, код символов, символьная константа. Исполняемый адрес переменной х пересыл-ся в регистр BX, offsetоперация перемещения переменной х. MOV BX, offset x; (BX)

←offset x

3)Прямая (абсолютная) адресация. Опернд-содержимое памяти, адрес памяти указ в команде. MOV BX,x; (BX) ←(x). По умолчанию сегментный адрес берется из регистра DC, если нужно указать переменную: MOV AX, CS:y. Где CS-имя сегментного регистра кода. MOV BX,CS: 2135h, чтобы отличить абсол адрес от непоср необходимо указать операнд.

4)Косвенная адресация. При косвенной адр операнд располаг в памяти. В этом случае в каманде указ имя регистра, содержание кот явл-ся исполнит адресом операнда. BX, BPбазовые регистры, SI,DI-индексные регистры. Если сегм регистр не указывается, то BX,SI,DI DS(сегментный адрес подставл из DS).BP SS. Признаком косвенной адресации явл [SI].

Пример: MOV AL,[BX]; (AL) ←((BX)), Seg=(DS) содержимое рег BX явл исполнительным адресом ячейки памяти, содержимое кот пересылается в AL. Если необх обратиться к нек сегменту, отличного от сегмента по умолчанию, то его нужно явно указать в команде: MOV AL, CS: [BX]; (AL) ←((CS):(BX))

Seg EA

4.1)Базо-индексная адресация. В этом случае исп-ся адрес операнда вычисляемого как сумма базового и индексного регистров. [BX] [SI], [BX] [DI] , [BP] [SI], [BP] [DI]

Пример:

MOV AX, ES: [BX]:[SI]- в AX заносится слово по адресу: Seg=(ES), offset=(BX)+(SI).

4.2)Базовая или индексная со смещением адресация. Использ адрес вычисл как сумма содерж регистр указатель и константу.

Пример:

VEC DB 0,2,4,6,8,10 mov BX,3

mov AH, Vec [BX], где Vec-использ адрес переменной константы. К использ адресу +3, и содержимое пересылается вAH

; В AH байт из памяти по адресу:

;Seg=(DS), offset=Vec+3 MOV SI,offset vec

MOV AH, 3[SI] MOV AH, [SI+3] MOV AH, [SI]+3

4.3)Базо-индексная cо смещением адресация. В этом случае исп адрес операнда опред-ся как сумма 3-х величин, содержимого базового рег, индексного рег и константы. MOV AL,Vec [BX] [SI]

;байт в AL из памяти по адресу

;Seg=(DS), offset=Vec+(BX)+(SI)

Используются разные методы адресации и разные команды. Можно реализ один и тот же алгоритм, при этом с точки зрения оптимальности кода надо учит 2 фактора:

1.длину команды(указ в байтах)

2.время вып команд(указ в машинных тактах).

Длина команды опре размер кода программы, а время вып операции суммарное время вып программы.

Классификация команд.

1). Целочисленные команды (ком пересылки данных, преобраз данных, работы со строками, передачи управления, прогр прерывания, спец команды – системного управления, IN, OUT- ком-ды вв/выв для работы с портами), 2). Команды сопроцессора

3). Целочисленное расширение ММХ.