Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

вопр1-10

.docx
Скачиваний:
14
Добавлен:
21.03.2015
Размер:
20.94 Кб
Скачать
  1. Структура ПК

1. Процессор (арифметико-логическое устройство, блок управления)

2. Память

3. Устройства ввода/вывода

  1. Физические основы работы МП

ЦП — это мозг компьютера. Его задача — выполнять программы, находящиеся в основной памяти. Он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет одну за другой.

ЦП выполняет каждую команду за несколько шагов:

1. Вызывает следующую команду из памяти и переносит ее в регистр команд.

2. Меняет положение счетчика команд, который после этого указывает на следующую команду.

3. Определяет тип вызванной команды.

4. Если команда использует слово из памяти, определяет, где находится это слово.

5. Переносит слово, если это необходимо, в регистр центрального процессора.

6. Выполняет команду.

7. Переходит к шагу 1, чтобы начать выполнение следующей команды.

  1. Основные блоки МП

1. АЛУ – арифметико-логическое устр-во

2. Акк – аккумулятор – регистр, участвующий в большинстве операций. В явном виде может отсутствовать либо их может быть больше одного.

3. РОН – регистр общего назначения (для хранения промежуточных р-тов).

4. УУ – устр-во управления.

5. ПС – пр-мный счётчик.

  1. Информационный интерфейс МП

1. ШУ – шина управления. Синхронизирует, управляет обменом, опр-т направление передачи, механизм обмена.

2. ША – шина адреса. Указывает адрес необх. для дальнейшей работы.

3. ШД – шина данных. По ней передаются коды данных.

  1. Команды МП

Большинство команд можно разделить на две группы: типа регистр-память и типа регистр-регистр. Команды первого типа вызывают слова из памяти, помещают их в регистры, где они используются в качестве входных данных АЛУ (слова — это такие элементы данных, которые перемещаются между памятью и регистрами2). Словом может быть целое число. Другие команды этого типа помещают регистры обратно в память. Команды второго типа вызывают два операнда из регистров, помещают их во входные регистры АЛУ, выполняют над ними какую-нибудь арифметическую или логическую операцию и переносят результат обратно в один из регистров.

Типы команд: Команды перемещения данных. Бинарные операции. Унарные операции. Сравнения и условные переходы. Команды вызова процедур. Управление циклами. Команды ввода-вывода, арифметические, логические, передача управления.

  1. Основы языка ассемблер

Язык Ассемблера - это "человеческая" форма языка самого компьютера. Фактически, программирование на Ассемблере представляет собой единственный способ реализации всего спектра возможностей процессоров серии 80х86 фирмы Intel, являющихся "сердцем" всех компьютеров семейства IBM PC и совместимых с ними компьютеров.

Язык Ассемблера является ориентированной на человека формой набора инструкций процессора (который называется также машинным языком). Ассемблер преобразуется в машинный язык. Поскольку машинный язык и язык Ассемблера функционально эквивалентны, на языке Ассемблера намного проще программировать.

Достоинства

быстрый и компактный код, скорость работы, объём кода, Обеспечение максимального использования специфических возможностей конкретной платформы,. При программировании на языке ассемблера возможен непосредственный доступ к аппаратуре, и, в частности,: портам ввода-вывода, регистрам процессора и др. Язык ассемблера используется для создания «прошивок» BIOS. С помощью дизассемблера позволяет исследовать существующие программы при отсутствии исходного кода.

Недостатки

Сложную программу написать на языке ассемблера намного сложнее, сложнее читать и понимать программу на нём, сравнительно велика вероятность программных ошибок, Как правило, меньшее количество доступных библиотек по сравнению с современными индустриальными языками программирования.

Набор команд:

Команды пересылки данных (mov и др.)

Арифметические команды (add, sub, imul и др.)

Логические и побитовые операции (or, and, xor, shr и др.)

Команды управления ходом выполнения программы (jmp, loop, ret и др.)

Команды вызова прерываний (иногда относят к командам управления): int, into

Команды ввода/вывода в порты (in, out)

  1. Этапы развития МП

МП Intel 8086: включает 29 тыс. транзисторов, число лини адреса – 20. В структурной схеме МП можно выделить устр-во обработки, устр-во сопряжения с шиной, устр-во управления и синхронизации, регистр очереди ком-д, 16-ти разрядный АЛУ, 8 регистров общ. назначения (РОН). МП мог выполнять 135 базовых команд.

Intel 80286: появилось устр-во управления памятью, конвейер ком-д, производительность выросла более чем в 2,5 раза, режим виртуального адреса. 4 устр-ва работающих независимо друг от друга: адресное устр-во, шинное устр-во, блок обработки ком-д, исполнительное устр-во. 4 уровня защиты ОС (от 0 до 3).

Арифметические сопроцессоры: позволяет ускорить вычисление мат-ких ф-ций и арифм-их выражений. Может работать в двух режимах: пассивный (осн. режим) – сопроцессор неработает, следит за шинной данных; активный – сопроцессор после получения Esc-перехода прехватывает ком-ду и начинает её выполнеие, процессор в это время остаётся незадействованным и может выполнять др. операции.

Intel 80386: производительность возросла в 2,5-3 раза, возможность созд. виртуальные машины, физ. адресное пространство увеличилось до 4 Гбайт, тактовая частота достигала 40 МГц, диспетчер памяти.

Intel 80486: содержал более 1 млн. транзисторов, работал с тактовыми частотами до 150 МГц. В состав структурной схемы МП входили: устр-ва с плавающей точкой, устр-ва управления, устр-ва ком-д, именные устр-ва, КЭШ-память.

Pentium: новинки: отдельная КЭШ-память для ком-д и данных, конвейерное устр-во с плавающей точкой, внешняя 4-ёхразрядная шина, суперсколярная архитектура. 3,1 млн. транзисторов, предсказание переходов, 2 целочисленных конвейера, устройство управления, управляющей ПЗУ, буфер предвыборки, дешифратор ком-д,

  1. Характеристики современных МП

Основные особенности современных процессоров:

1. конвейеризация – разбитие выполнения кажд. инструкции на несколько ком-д

2. суперсколярный процессор – одновременная работа нескольких конвейеров

3.продвижение данных – сначала исполнения инструкции до готовности операндов

4. предсказание переходов – декодирование потока инструкций, не дожидаясь проверки самого условия

5. исполнение по предположению – инструкции не только декодируются, но и по возможности выполняются до проверки условия

6. исполнение с изменением последовательности инструкций – изменяется порядок внутренних манипуляций данных

  1. Физические основы работы ОЗУ

Современные ПЭВМ работают с ОЗУ, кот. основаны на микросхемах синхронной, динамической памяти. Принцип работы таких микросхем заключается в хранении заряда на своеобразных кремневых конденсатах. Наличие заряда – лог. 1, отсутствие – лог. 0. Отдельные запоминающие эл-ты орг-ся в матрицу, запись и считывание инф-ции производится по столбцам либо по строкам.

Важнейшим отличительным свойством ОЗУ явл. то, что процессор имеет доступ ко всей инф-ции, кот. в неё нах-ся. Программы, нах-ся в ОЗУ, могут могут быть выполнены процессором, а данные, нах-ся вней, могут быть по этим программам обработаны. ОП энергозависима и хар-ся быстродействием.

  1. Организация памяти в ПК

Память является одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать. Место для хранения информации, с которой он работает называется внутренняя память компьютера. Она является временным рабочим пространством, а внешняя память предназначена для долговременного хранения информации , такая как файл на дискете или диске. Причем при выключении компьютера никакой информации во внутренней памяти не сохраняется.

Память компьютера состоит из ячеек. Для облегчения нахождения любой из ячеек ей присваивается какой то адрес. В качестве адресов для ячеек используют числа. Для первой ячейки это нуль и так дальше по порядку (или не по порядку) к последней ячейке памяти. Так как адреса - это те же числа, компьютер может использовать арифметические операции для вычисления адресов памяти. В зависимости от конструкции каждого на него накладываются собственные ограничения на величину адресов. Объем адресного пространства компьютера определяет наибольший возможный адрес. Обычно компьютер использует память меньшего объема, чем допускается его возможностями адресации. Конструкция компьютера может предусматривать наибольшее адресное пространство, это накладывает суровые ограничения на возможности такого компьютера.

Иерархическая структура памяти является традиционным решением проблемы хранения больших объемов данных. На самом верху иерархии находятся регистры процессора. Доступ к регистрам осуществляется быстрее всего. Дальше идет кэш-память, объем которой сейчас составляет от 32 Кбайт до нескольких мегабайтов. Затем следует основная память, которая в настоящее время может вмещать от 16 Мбайт до десятков гигабайтов. Затем идут магнитные диски и, наконец, накопители на магнитной ленте и оптические диски, которые используются для хранения архивов. По мере продвижения сверху вниз по иерархии меняются три параметра. увеличивается время доступа, растет объем памяти, увеличивается количество битов, которое вы получаете за 1 доллар. Стоимость объема основной памяти составляет несколько долларов за мегабайт.