2 . Назначение и структура процессора

Процессором называется устройство, непосредственно осуществляющее процесс обработки данных и программное управление этим процессом. Процессор дешифрирует и выполняет команды программы, организует обращения к оперативной памяти, в нужных случаях инициирует работу периферийных устройств, воспринимает и обрабатывает запросы, поступающие из устройств машины и из внешней среды (“запросы прерывания”).

Алгоритм работы процессора

Весь алгоритм работы процессора можно описать в трех строчках

| чтение команды из памяти по адресу, записанному в СК

| увеличение СК на длину прочитанной команды

| выполнение прочитанной команды

СК - Счетчик Команд

Основные функциональные компоненты процессора

• Ядро: Сердце современного процессора - исполняющий модуль.

• Предсказатель ветвлений: Модуль предсказания ветвлений пытается угадать, какая последовательность будет выполняться,

• Блок плавающей точки. Третий выполняющий модуль внутри Pentium, выполняющий нецелочисленные вычисления

• Первичный кэш: имеет два внутричиповых кэша по 8kb, по одному для данных и инструкций, которые намного быстрее большего внешнего вторичного кэша.

• устройство управления;

• арифметико-логическое устройство

• регистры процессорной памяти.

Билет №20

1. Основные типы архитектур эвм

Архитектура вычислительной машины— концептуальная структура вычислительной машины, определяющая проведение обработки информации и включающая методы преобразования информации в данные и принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

В настоящее время наибольшее распространение в ЭВМ получили 2 типа архитектуры: принстонская (неймановская) и гарвардская.

Обе они выделяют 2 основных узла ЭВМ: центральный процессор и память компьютера.

Различие заключается в структуре памяти: в принстонской архитектуре программы и данные хранятся в одном массиве памяти и передаются в процессор по одному каналу, тогда как гарвардская архитектура предусматривает отдельные хранилища и потоки передачи для команд и данных.

В более подробное описание, определяющее конкретную архитектуру, также входят: структурная схема ЭВМ, средства и способы доступа к элементам этой структурной схемы, организация и разрядность интерфейсов ЭВМ, набор и доступность регистров, организация памяти и способы её адресации, набор и формат машинных команд процессора, способы представления и форматы данных, правила обработки прерываний.

По перечисленным признакам и их сочетаниям среди архитектур выделяют:

По разрядности интерфейсов и машинных слов: 8-, 16-, 32-, 64-, 128- разрядные (ряд ЭВМ имеет и иные разрядности);

По особенностям набора регистров, формата команд и данных: CISC, RISC, VLIW;

По количеству центральных процессоров: однопроцессорные, многопроцессорные, суперскалярные;

многопроцессорные по принципу взаимодействия с памятью: симметричные многопроцессорные (SMP), масcивно-параллельные (MPP), распределенные.

2Вопрос.

Центральный процессор, который осуществляет в персональном компьютере обработку всей информации, работает под управлением программных средств, преобразуя входную информацию в выходную. Процессору необходимо знать, какую математическую операцию надо проводить и с какими числами, а также, что делать с результатом. Все это содержится в микропроцессорных кодах. Например, операция сложения требует выполнения около семи инструкций (микрокоманд) процессора. Числа с которыми работает процессор, должны быть размещены в одном из трех мест: в регистрах процессора, в оперативной памяти компьютера (RAM), либо в самой микрокоманде. Если информация хранится в устройствах внешней памяти, она предварительно должна быть считана в оперативную память. Микрокоманды процессора заносят числа в его регистры, обрабатывают их, а затем записывают результат, например, в ту же оперативную память компьютера. Все процессоры только и могут выполнять вот такие пошаговые инструкции. Простое сложение двух чисел может содержать больше десятка шагов, включающих преобразование чисел из десятичной системы исчисления в двоичную (нули и единицы), понятную для процессора.

Режимы работы процессора: режим эмуляции (режим реального адреса), защищенный режим, в котором используются все возможности процессора и режим системного управления (System Management Mode).

Билет №21