Цикл исполнения команды.

По содержимому СЧАК происходит обращение в ОЗУ и выборка из ОЗУ команды на регистр команд РК. Команда принимается на РК и затем определяется тип команды по содержимому поля кода операции КОП с помощью дешифратора и УУ, которое на протяжении всей работы процессора формирует управляющие сигналы для всех блоков процессора. Затем по содержимому адресного поля АП происходит формирование исполнительных адресов (адресов, по которым в памяти хранятся операнды), причем операнды могут храниться как в ОЗУ так и в СОЗУ. Далее происходит выборка операндов по исполнительным адресам и засылка их в соответствующие блоки для обработки.

Затем происходит выполнение операции (или обработка операндов) и размещение результата в нужной памяти при необходимости (результат может быть записан в память либо остаться в АЛУ для дальнейшей обработки).

Далее, на СЧАК вычисляется адрес следующей команды (СЧАК + к, где к – количество ячеек памяти, занимаемых командой).

Алгоритм работы процессора

Рассмотрим алгоритм работы процессора на примере двухадресной команды для прямой адресации с записью результата по адресу первого операнда.

КОП

А1

А2

Рис.1.2. Алгоритм работы процессора

Сначала происходит обнуление блока управляющих регистров, регистр флагов АЛУ.

Затем производится выборка команды на регистр команд из регистра слова ОЗУ по адресу, записанному в СЧАК.

Затем происходит анализ кода операции.

Затем происходит обращение к ОЗУ по содержимому адресного поля «А1», чтение из ОЗУ первого операнда пересылка его по шине данных в Р1 АЛУ. Затем происходит обращение к ОЗУ по содержимому адресного поля «А2», чтение из ОЗУ второго операнда пересылка его по шине данных в Р2 АЛУ.

Затем в АЛУ происходит вычисление результата, после чего производится обращение к ОЗУ по содержимому адресного поля «А1», запись в ОЗУ результата.

Командный и микрокомандный уровень управления.

Выполнение процессором программы решения задачи представляет собой последовательность операций, осуществляемых в заданном программой порядке. К таким операциям относятся арифметические и логические операции, операции, связанные с анализом получающихся результатов, с организацией и управлением процессом вычислений. Обычно каждой такой операции соответствует команда программы. Команда представляет собой код, определяющий операцию вычислительной машины и данные, участвующие в операции.

В свою очередь операция (выполнение команды) может быть разделена на более мелкие этапы («микрооперации»), во время которых исполняются определенные элементарные действия. Последовательность микроопераций, реализующих данную операцию (команду), образует микропрограмму операции. Таким образом, может быть установлена следующая иерархия этапов выполнения программы в процессоре: программа, команда (микропрограмма), микрооперация.

Одним из моментов создания процессора является управляющее устройство (УУ) - блок дешифрации и выполнения команд. В целом, этот блок занимает несколько ступеней конвейера, и основной его функцией является превращение исходного кода команды в серию управляющих воздействий над регистровым файлом, внутрениими регистрами и АЛУ процессора.

Существует два способа реализации УУ: аппаратный; микропрограммный.

Аппаратный способ предполагает изначально достаточно простую систему команд и прозрачный способ управления АЛУ МП.

Команда, поступающая на выполнение, дешифруется. Типы операндов, номера регистров и адреса памяти отправляются в специализированные буфера, код команды поступает на дешифратор. Дешифратор представляет собой достаточно сложную комбинационную схему, которая согласно коду команды выдаёт стробы разрешения соответствующего АЛУ.

Отметим, что одновременно в дешифраторе может рассматриваться только одна команда, поэтому дешифратор должен оперировать сигналами только на своей ступени конвейера, подготовкой данных должны заниматься другие ступени.

Более сложна микропрограммная реализация, необходимая для команд, которые проведут на ступени исполнения несколько тактов.

В данном случае вместе дешифратора имеется ПЗУ с автоматическим автоинкрементом адреса. Код команды является начальным адресом для ПЗУ. На выходе ПЗУ формируются управляющие воздействия. Возможно, код команды приводится к адресному виду, например сдвигом на 4 бита влево (номера команд могут идти последовательно, и инкремент может просто менять номера команд). Затем, каждый такт управляющее воздействие меняется, так как увеличивается адрес. Необязательно иметь большую схему инкремента - инкрементироваться может только некоторый счётчик, например 4-битовый, а основное поле адреса (код команды) оставаться неизменным.

Естественно, одним из управляющих воздействий может быть переход к следующей команде.

Методы адресации — в вычислительной технике способы указания на определённую ячейку (ячейки) памяти ЭВМ процессору с целью записи, чтения данных или передачи управления.

Задача адресации заключается в указании на текущую ячейку памяти, к которой происходит обращение процессора. Адрес текущей ячейки как правило записывается в один или несколько регистров процессора. Методы адресации памяти имеют особое значение при программировании на языке низкого уровня (языке ассемблера). Существует два вида адресации: прямая и косвенная.

Прямая адресация

Адрес указывается непосредственно в виде некоторого значения, все ячейки располагаются на одной странице. Преимущество этого способа в том, что он самый простой, а недостаток — в том, что разрядность регистров общего назначения процессора должна быть не меньше разрядности шины адреса процессора.

Сокращённая адресация

В адресном поле командного слова содержатся только младшие разряды адресуемой ячейки. Дополнительный указательный регистр.

Адресация с регистром страницы, является примером сокращённой адресации. При этом, вся память разбивается на блоки-страницы. Размер страницы диктуется длиной адресного поля.

Регистровая адресация

Применяется, когда промежуточные результаты хранятся в одном из рабочих регистров центрального процессора. Поскольку регистров значительно меньше чем ячеек памяти, то небольшого адресного поля может хватить для адресации.

Непосредственная адресация

В адресном поле команды помещён непосредственно сам операнд, а не его адрес. Широко применяется при работе с константами.

ИПС

Информационно-поисковая система- система, выполняющая функции:

- хранения больших объемов информации;

- быстрого поиска требуемой информации;

- добавления, удаления и изменения хранимой информации;

- вывода информации в удобном для человека виде.

Первые полнотекстовые информационно-поисковые системы появились в начале ком­пьютерной эры. Назначением этих систем был поиск в библиотечных каталогах, архивах, мас­сивах документов, таких как, статьи, нормативные акты, рефераты, тексты брошюр, диссерта­ций, монографий. В начале информационно-поисковые системы (ИПС) использовались пре­имущественно в библиотечном деле и в системах научно-технической информации.

1965- 1970: Dialog, MARK, STAIRS; 1990-1995: Z39.50, Galileo, WA1S;

1995-2006: RetnexalWare, Autonomy, AltaVista, Яндекс, Google.

Сетевые ИПС

Сегодня миллионам пользователей Интернет известны такие информационно-поисковые системы, как Google, Yahoo, AltaVista, AllTheWeb, MSN ... Япс1ех, Рамблер, которые охватыва­ет миллиарды Web-документов.

В отличие от реляционных СУБД, у систем полнотекстового поиска не существует стан­дартизированного языка запросов. У каждой системы этого типа существует свой способ зада­ния критериев поиска. Очень часто языки запросов поисковых систем приближены к SQL, од­нако каждой из них присущ ряд индивидуальных особенностей, связанных с такими момента­ми, как:

интерпретация операций, зависящих от порядка расположения слов в тексте (опера­ций контекстной близости слов и др.);

реализация вычисления близости найденных документов запросам (релевантности) для представления результатов поиска;

применение нестандартных функций, требующих, например, использования методов искусственного интеллекта (нахождение документов по принципу подобия, по­строение дайджестов из фрагментов документов, сниппетов и др.) В различных полнотекстовых ИПС различаются архитектуры, структуры данных, алго­ритмы их обработки, методы организации поиска.

Характеристики ИПС: Полнота и Релевантность

Понятие пертинентности как характеристики информационно-поисковой системы, озна­чающее соответствие полученной информации информационной потребности.

Таблица оценки качества ИПС в TREC (РОМИП):

Коэффициент полноты: р = а/(а + с)

Коэффициент точности: n=a/(a+b)

Коэффициент осадков: q = b/(a + b)

Коэффициент специфичности: k = d/(b + d)

11-точечный график полноты/точности отражает изменение точности в зависимости от требований к полноте и дает более полную информацию, чем единая метрика в виде одной цифры. По оси абсцисс на графике откладываются значения полноты, по оси ординат - значе­ние точности при условии, что рассматривается начальный отрезок результатов запроса, на ко­тором достигается заданный уровень полноты. Для запроса, которого известно п релевантных документов, полнота может принимать дискретные значения 0, 1/п, 2/п,... , 1.

Технологические характеристики:

1) скорость обработки запросов; 2) полнота охвата ресурсов; 3) вероятность получения ответа от системы; 4) нахождение документов, подобных найденным; 5) возможность уточнения запросов; 6) возможность подключения переводчиков и т.д.

Недостатки традиционных информационно-поисковых систем

1) недостаточная оперативность; 2) зависимость от выбора источников;

3) слабые поисковые возможности; 4) отсутствие средств уведомления о нахождении новой информации; 5) недостаточная защита данных; 6) слабо развитые средства обобщения данных.