17 Архитектура pc совместимых процессоров.

Основные характеристики:

1. Длина непрерывного сегмента памяти не ограничена границей в 64 Кб.

2. Поддержка вирт. памяти с 4-х уровневой системой защиты пространств памяти и ввода-вывода.

3. Расширенная система команд.

4. Используется 3 режима работы:

а) режим реальной адресации;

б) защищенный режим виртуальной адресации;

в) режим виртуального процессора 8086 (особое состояние задачи защищенного режима).

5. Был введен режим CMN (режим системного управления)

Процессор может обрабатывать данные:

8, 16, 32-х разрядные, Строки, байт, слов, двойных слов, Битовые поля, отдельные виды.

В процессор были введены средства отладки и тестирования.

15 Арх-ра процессора.Параллельн обработка инф. Конвейеризация.

Архитектура-концепция, определяющая модель,структуру,выполн-е ф-ии и взаимосвязь компонентов сложного объекта . Арх мп отражает: структуру (регистровая модель), Способы представления и форматы данных, Способы обращения к программно доступным элементам, Набор операций, выполняемых МП (система команд), Характеристики управляющих слов и сигналов, вырабатываемых процессором и поступающих в МП, Реакция на внешние сигналы.

Типы процессорной архитектуры:

1)CISC – Complex Instruction Set Computing (Архитектура полного набора команд)- использует набор машинных инструкций, полностью соответствующих набору команд ассемблера. Вычисления разного типа выполняются разыми инструкциями даже если приводят к одному результату.Достоинство архитектуры:

обеспечивает разнообразные способы выполнения вычисляемых операции на уровне машинных команд.Недостатки архитектуры:

Для каждой инструкции требуется большое количество тактов процессора.

2)Архитектура RISC: Reduced Instruction Set Computing

Процессор использует набор наиболее употребляемых инструкций, который определяет в результате статистического анализа большого числа программ для основных областей применения CISC процессоров.Сложные инструкции отсутствуют. RICS-процессор оптимизирует каждую команду для быстрого выполнения.

2 основные тенденции:

- Super pipelining(суперконвеерная обработка) - способ предварительной обработки при которой выполняется более чем 1 инструкция.Каждая фаза через которую проходит RISC команда (выборка – декодирование, выполнение, сохранение) занимает 1 такт.Сложные RISC-команды реализуются программно, а не аппаратно.

- Super Scalar(суперскалярность) -В одном мп организуется несколько независимых программных каналов, встроенный планировщик просматривает вперед очередь команд, определяет группы, которые не будут конфликтовать друг с другом и пропускает группы на выполнение.

В наст врем RISC-архитектура внедряется в архитектуру CISC по следующим направлениям:

суперкомпьютеры с массовой параллельной обработкой; серверы;PC;

Встраиваемые устройства управления периферийным оборудованием;

Специализируемые встраиваемые устройства управления.

Достоинства:

• Более эффективная работа процессора на простых инструкциях

• В 1 кристалле процессора можно разместить большее число регистров

• Меньшая зависимость от доступа к основной памяти

• Повышенное быстродейтсвие

Недостатки: Высокая стоимость,Затраты по переносу ПО,

Более медленное выполнение сложных инструкций.

Архитектура MISC:

Архитектура минимального набора команд

Она использует концепцию архитектуры RICS, т.е. простые короткие инструкции и упорядоченные команды используют принцип суперскалярности, плюс концепция Very Long Instruction Word (VLIM)

Достоинства

• Простые функциональные узлы

• Отсутвует регистровая модель

• Все операнды находятся в памяти и доступны всем процессорам

Недостатки

• Требуется интенсивная работа с памятью

• Повышение требования к объему памяти

• Стоимость

• Сложный компилятор

Суперкомпьютеры-используют концепцию «параллельн обраб данных»,основыв-я на двух направл-ях: 1) Конвейерная обработка; 2) Параллельные вычисления.

Пример параллельной n-устр-ми в ед времени:

Кол-во устройств	Кол-во операций	Ед.врем
1	1	1
1	1000	1000
5	1000	200
N	1000	1000/N

Конвейерная обработка:идея заключ-я в разбиении процесса выполнения инструкции на микроинструкции. Кажд микрооперация выполнив свою микропрогр передает результат след-ей микроинструкции одновр принима новые входные дан. Вбольш систем исп-ют 2 конвеера: конвеер команд и конвеер данных.