- •Введение
- •Общие сведения Технико-эксплуатационные характеристики эвм
- •История развития эвм
- •Классификация эвм
- •Классификация эвм по назначению
- •Классификация эвм по функциональным возможностям иразмерам
- •Функциональная и структурная организация эвм
- •Связь между функциональной и структурной организацией эвм
- •Обобщенная структура эвм и пути её развития
- •Обрабатывающая подсистема
- •Подсистема памяти
- •Подсистема ввода-вывода
- •Подсистема управления и обслуживания
- •Архитектуры эвм
- •Sisd-компьютеры
- •Компьютеры с cisc архитектурой
- •Компьютеры с risc архитектурой
- •Компьютеры с суперскалярной обработкой
- •Simd-компьютеры
- •Матричная архитектура
- •Векторно-конвейерная архитектура
- •Ммх технология
- •Misd компьютеры
- •Mimd компьютеры
- •Многопроцессорные вычислительные системы
- •Многопроцессорные вычислительные системы с общей шиной.
- •Многопроцессорные вычислительные системы с многовходовыми модулями оп.
- •Многомашинные вычислительные системы (ммвс)
- •Многомашинные комплексы
- •Ммр архитектура
- •Структура и форматы команд эвм
- •Форматы команд эвм
- •Способы адресации
- •Классификация способов адресации по наличию адресной информации в команде
- •Классификация способов адресации по кратности обращения в память
- •Классификация по способу формирования исполнительных адресов ячеек памяти
- •Относительная адресация
- •Стековая адресация
- •Теги и дескрипторы. Самоопределяемые данные
- •Процессоры. Центральный процессор
- •Логическая структура цп
- •Структурная схема процессора
- •Характеристики процессора
- •Регистровые структуры центрального процессора
- •Основные функциональные регистры
- •Регистры процессора обработки чисел с плавающей точкой
- •Системные регистры
- •Регистры отладки и тестирования
- •Назначение и Классификация цуу
- •Устройства управления цп
- •Цуу с жесткой логикой.
- •Цуу с микропрограммной логикой
- •Процедура выполнения команд
- •Язык микроопераций
- •Описание слов, регистров и шин
- •Описание массива данных и памяти.
- •Описание микроопераций
- •Условные микрооператоры.
- •Арифметико-логическое устройство
- •Структура алу
- •Сумматоры
- •Классификация алу
- •Методы повышения быстродействия алу
- •Память эвм
- •Организация внутренней памяти процессора.
- •Оперативная память и методы управления оп
- •Методы управления памятью без использования дискового пространства (без использования внешней памяти).
- •Распределение памяти фиксированными разделами.
- •Размещение памяти с перемещаемыми разделами.
- •Организация виртуальной памяти.
- •Страничное распределение.
- •Сегментное распределение.
- •Странично - сегментное распределение.
- •Свопинг
- •Методы повышения пропускной способности оп.
- •Выборка широким словом.
- •Расслоение сообщений.
- •Методы организации кэш-памяти
- •Типовая структура кэш-памяти
- •Способы размещения данных в кэш-памяти.
- •Прямое распределение.
- •Полностью ассоциативное распределение.
- •Частично ассоциативное распределение.
- •Распределение секторов.
- •Методы обновления строк в основной памяти
- •Системы внешней памяти
- •Общие принципы организации системы прерывания программ
- •Характеристики системы прерываний
- •Программно-управляемый приоритет прерывающих программ
- •Организация перехода к прерывающей программе
- •ПодСистема ввода/вывода Принципы организации подсистемы ввода/вывода
- •Каналы ввода-вывода
- •Интерфейсы ввода-вывода
- •Классификация интерфейсов
- •Типы и характеристики стандартных шин
- •Вычислительные системы
- •Общие положения
- •Классификация вс
- •Понятие открытой системы
- •Кластерные структуры
- •12. Библиографический список
- •Содержание
- •1. Общие сведения 5
- •2. Архитектуры эвм 22
- •3. Структура и форматы команд эвм 37
- •4. Типы данных 47
- •5. Процессоры. Центральный процессор 53
- •6. Язык микроопераций 72
- •7. Арифметико-логическое устройство 77
- •8. Память эвм 84
- •9. Общие принципы организации системы прерывания программ 118
- •10. ПодСистема ввода/вывода 125
- •11. Вычислительные системы 134
- •12. Библиографический список 140
Описание массива данных и памяти.
Описание массива (памяти), состоящего из слов одинаковой длины, содержит их название-идентификатор и в скобках наименьшие и наибольшие номера слов или нижнюю и верхнюю границы массива (наименьшие и наибольшие номера ячеек памяти), а также порядок нумерации разрядов в словах.
Примерописания модуля памяти:
,
то есть модуль 2 оперативной памяти (массив) содержит r n-разрядных ячеек (слов). Соответственно j-ое слово (n-разрядная ячейка памяти) и i-ый разряд памяти (столбец массива) представляются соответственно:
и .
Описание микроопераций
Микрооперация осуществляет некоторое элементарное преобразование над данными. Это преобразование может быть логическим (выполняется над операндом поразрядно), арифметическим или функциональным. Например, это может быть сдвиг, операция счета, передача из одного регистра в другой, операции «логическое ИЛИ» над двумя операндами. Микрооперация описывается микрооператором, описание это выглядит так
, где
G – метка микрооперации,
‘:’ – разделитель,
остальное – микрооператор.
Правая часть микрооператора, после знака ‘:=’, называется формулой микрооператора.
Знак ‘*’ – знак, определяющий преобразование над данными, которое осуществляет данная микрооперация.
Действие микрооператора состоит в том, что в конце такта выполнения микрооперации в регистре (на шине и другие), описанном в левой части микрооператора, устанавливается слово, полученное в результате преобразования над начальными значениями операндов, указанных в формуле микрооператора. В частном случае, если микрооперация состоит в передаче слова, формула микрооператора содержит лишь описание слова, точнее, регистра (или части регистра) из которого происходит передача.
Пример:Прием из регистра команды в регистр адреса РгА второго операнда А2 можно представить в виде:
Или в более простой форме:
На схеме жирной стрелкой показан управляющий сигнал, вызывающий выполнения данной микрооперации. Управляющий сигнал принимает только два значения: 1 – микрооперация возбуждается, 0 – микрооперация не возбуждается. Один управляющий сигнал может инициировать выполнение нескольких микроопераций. Тогда микрооператоры, описывающие последние, записываются подряд и отделяются друг от друга запятыми.
Пример:
В одном такте выполняется прием в регистр В содержимого счетчика команд и прием содержимого регистра D в счетчик команд. Точка с запятой разделяет микрооператоры, выполняемые в разных тактах.
Рассмотрим еще несколько примеров микроопераций.
Конкатенация или составление слова.
В регистр В передается слово, отдельные разряды которого соответствуют содержимому некоторых разрядов РгА, Сч, триггера переполнения (ТгП) и константе 0.
Сдвиг.
Различают операции арифметического, логического и циклического сдвига.
В описаниях языка микроопераций сдвиги имеют следующие обозначения СдвА, СдвЛ, СдвЦ. Ниже описана микрооперация арифметического сдвига содержимого регистра С на 4 разряда вправо:
Операция арифметического сдвига содержимого регистра D на 3 разряда влево: .
При арифметическом сдвиге знаковый разряд не сдвигается. Освобождающиеся при сдвиге разряды заполняются нулями, а биты, выдвигающиеся из регистра, теряются. При логическом сдвиге сдвигаются все разряды кода, включая знаковый разряд. При циклическом сдвиге крайне разряды регистра соединяются между собой так, что выдвигающиеся из крайнего разряда регистра биты, поступают в другой крайний разряд.