1.4.2. Диапазон и максимальная абсолютная погрешность данных

Диапазон для чисел с фиксированной точкой:

от -(2³¹ -1) до (2³²–1)

Диапазон для чисел с плавающей точкой:

от -(1-2^-23)2^q до (1-2^-23)2^q

Максимальная абсолютная погрешность для чисел с фиксированной точкой: 2^-31

Максимальная абсолютная погрешность для чисел с плавающей точкой: 2^-23 *2^q

1.4.3. Форматы представления команд и данных

Все команды, используемые в данном процессоре, имеют следующий формат:

7 3 2 0 7 0 7 0 7 0

КОП

СА

Imm

Imm

КОП - код операции

Imm - непосредственное значение. Кодируется в команде, которая используется как число при непосредственной адресации или как адрес памяти при прямой адресации.

СА - способ адресации

Адресация:

1. Непосредственная:

23 0

операнд

В команде хранится непосредственный операнд.

СА=01

2. Прямая:

23 0

Адрес

В команде указывается адрес ячейки, в которой хранится информация.

СА=00

3. Косвенная:

Если СА=10, то адрес операнда хранится в регистре REG.

Формат обрабатываемых данных:

Структура чисел с фиксированной точкой:

31 30 0

Знак

Число

Числа с плавающей точкой:

31 30 24 23 22 0

Знак

порядок

знак

Мантисса

1.4.4. Используемый способ организации виртуальной памяти

Используется страничный способ организации виртуальной памяти.

В системах со страничной адресацией виртуальный адрес имеет сложную структуру. Он разбит на два битовых поля: селектор страницы (сегмент) и смещение в сегменте. Соответственно, адресное пространство оказывается состоящим из дискретных блоков. Если все эти блоки имеют фиксированную длину и образуют вместе непрерывное пространство, они называются страницами. Для удобства реализации размер страницы всегда выбирается равным числу, являющемуся степенью 2. Тогда, если общая длина виртуального адреса есть N (в последние годы это тоже всегда некоторая степень 2 - 16, 32, 64), а размер страницы есть 2^M), то виртуальный адрес рассматривается как структура, состоящая из двух полей: первое поле занимает (N-M+1) разрядов адреса и задает номер страницы виртуальной памяти; второе поле занимает (M-1) разрядов и задает смещение внутри страницы до адресуемого элемента памяти (в большинстве случаев – байта).

Размер виртуального адресного пространства 2Гбайта (поскольку 32 битные регистры).

Размер страницы составляет 8 Кбайта.

В отличие от сегментации, которая организует программы и данные в модули различного размера, страничная организация оперирует с памятью, как с набором страниц одинакового размера.

Учитывая наличие 2 режимов работы ЭВМ, а именно, режима ядра и режима пользователя, виртуальное адресное пространство памяти ЭВМ подразделяется на 2 равных региона: системный и пользовательский.

Формат указателя ВАП имеет вид:

31 30 13 12 0

R

Page

OFF

Поле номера региона (31) соответствует старшему разряду указателя, поле номера страницы (13-30), поле смещения (0-12).

Указатель физического адреса состоит из поля смещения (0-12) и поля номера страничного кадра (13-30).

Концепция мультипрограммирования предусматривает выделение кванта времени и вычислительных ресурсов для выполнения каждой программы из множества заданных для обработки. Для предотвращения влияния одних программ на другие необходимо в конце кванта времени выполнения программы сохранять содержимое ключевых вычислительных ресурсов, а в начале кванта времени выполнения программы – восстановить содержимое этих ресурсов. Операции сохранения и восстановления называются переключением контекста процесса. Процесс – это среда, в которой выполняется программа.

Состав контекста следующий:

IP – указатель адреса следующей команды

SP – указатель вершины стека

IF, ZF, SF, OF – Регистры флагов

REG – регистр косвенной адресации

Акк – аккумулятор

NDER – базовый регистр адреса начала локальной таблицы страниц

NQER – базовый регистр глобальной таблицы страниц

Для доступа к контекстам и пользовательским программам используются соответственно – системная (глобальная) и множество пользовательских (локальных) таблиц страниц, с помощью которых виртуальный адрес, используемый в каждой команде программы, транслируется в физический.

Местоположение и размер таблицы задаются в регистрах: NDER и NQER.

Структуры таблиц:

Записи: 30 13 12 3 2 1 0

Pg

R

M

P

Pg –номер страницы

P-бит присутствия страницы в физической памяти: 1-присутствует, 0-отсутствует.

R-бит ограничения доступа к странице: 1-только чтение, 0-разрешено чтение и запись данных

М-признак модификации страницы: 1-страница была изменена, 0-изменений не было

Разрядность адреса составляет 32 бит. Величина страницы принимается равной 8Кбайт, т.е. смещение задается в поле длиной 13бит. Номер страницы занимает 18, следовательно, число записей в ТС равно 219=524288 (2 МБ)