ЦВТ-цифровая вычислительная техника

1. В чем состоит основной прием повышения производительности средств ЦВТ структурным методом?

27. В чем состоит структурный прием повышения производительности процессора, называемый «конвейеризацией»? Это введение в процессор нескольких исполнительных блоков (вместо ранее имевшегося одного). Если каждый этап команды выполняется отдельным блоком и на выполнение каждого этапа расходуется одинаковое время (один такт), то на выходе процессора каждый такт, начиная с 7-го появляется результат очередной команды

2. Что такое «ввод-вывод, отображенный (отображаемый) на память»?

68. Что такое «ввод-вывод, отображенный (отображаемый) на память» В некоторых процессорах доступ к регистрам ПУ осуществляется аналогично доступу к ячейкам памяти. Каждому регистру присвоен адрес в адресном пространстве памяти. В этом случае для обращения к регистрам ПУ можно использовать те же команды, что и для доступа к ячейкам памяти. Такая организация носит название «ввод-вывод, отображаемый на память» (Memory-Mapped Input/Output).

3. Что такое "изолированный ввод-вывод"?

69. Что такое «изолированный ввод-вывод» В некоторых процессорах регистры ПУ могут иметь свою систему адресации (адресное пространство), никак не связанные с адресацией ячеек памяти. Для обращения к регистрам ПУ в системе команд имеются специальные команды ввода-вывода. Такая организация обмена с ПУ носит название «изолированный ввод-вывод».

4. В чем преимущества и недостатки изолированного ввода-вывода по сравнению с отображаемым на память?

70. В чем преимущества и недостатки изолированного ввода-вывода по сравнению с отображаемым на память

ОТВЕТ НА 70Й ВОПРОС НАЙТИ 5. Укажите, какие из перечисленных видов данных могут быть отнесены к категории «битовых полей»?

Битовое поле – это элемент структуры, определенный как некоторое число битов, обычно меньшее, чем число битов в целом числе (оно по величине не превосходит машинного слова и зависит от реализации компилятора). Они предназначены для экономного размещения в памяти данных небольшого диапазона, обеспечивают удобный доступ к отдельным битам данных. Кроме того, с помощью битовых полей можно формировать объекты с длиной внутреннего представления, не кратной байту.

Например:флаги

6. Что скрывается за понятием «трансляция адреса»?

Механизм трансляции адреса позволяет отображать логические адреса программ, выполняемых на вычислительной системе именно в тот диапазон физических адресов, который соответствует реально установленной памяти.

7. Где при обращении к подпрограмме в различных процессорах может запоминаться адрес возврата?

-62. Где в различных процессорах может сохраняться адрес возврата при выполнении команды вызова подпрограммы?

• в регистре связи LR (R14) – ARM процессоры

8. Что такое «контекст программы»?

63. Что такое «контекст программы»?

Понятие контекста (вектора состояния): - это в каждой конкретной точке выполнения программы содержимое всех переменных элементов (регистров, ячеек памяти), которое требуется установить/восстановить, чтобы стало возможным запустить выполнение программы с этой точки.

9. Зачем (когда) требуется сохранение или восстановление контекста?

64. Зачем (когда) требуется сохранение или восстановление контекста?

Естетственный способ исключить влияние изменения контекста – непосредственно перед вызовом ПП или сразу после входа в ПП сохранять текущий контекст, а при выходе из ПП все восстанавливать назад.

Проблема сохранения-восстановления контекста возникает и в других ситуациях (прерывания, переключение задач).

10. Отметьте структурные особенности процессоров, облегчающие переключение контекста?

Не ответ на вопрос. но просто полезно знать: 65. Какие команды помогают программисту сохранять-восстанавливать контекст - приведите примеры для архитектур х86?

Команды pusha, popa - они сохраняют в стеке - восстанавливают регистры данных и адресные в таком порядке: (e)ax, (e)cx, (e)dx, (e)bx, (e)sp, (e)bp, (e)si, (e)di. При этом значение (e)sp берется то, которое было до начала выполнения команды pusha.

11. Что такое «стековый кадр»?

66. Что такое «стековый кадр»?

В большинстве процессоров для а) сохранения-восстановления контекста, б) связи по данным (передачи параметров и возврата значений) в) выделения памяти под локальные переменные используется фрагмент стека, называемый стековым кадром.

12. Каковы недостатки способа синхронизации с использованием опроса готовности (поллинга)?

72. Каковы недостатки способа синхронизации с использованием опроса готовности (поллинга)?

При ожидании готовности нерационально расходуется время процессора.

13. В чем состоят преимущества использования механизма прерывания для синхронизации программы с внешним событием?

73. В чем состоят преимущества использования механизма прерывания для синхронизации программы с внешним событием?

Можно проводить опрос готовности ВнУ к обмену не постоянно, следовательно время процессора расходуется более рационально.

14. Укажите правильную последовательность событий, происходящих при входе в прерывание.

75.

Укажите последовательность событий, происходящих при входе в прерывание.

При возникновении события на которое надо отреагировать (запроса на прерывание), обычно процессор автоматически (без участия программиста) выполняет следующие действия:

1. Заканчивается выполнение текущей команды (иногда прерывается, если команда длинная, а иногда выполняется еще одна или несколько команд).

2. Анализируется, разрешено ли прерывание. (Если нет, то переход к выполнению следующей команды).

3. Если запросов несколько, принимается решение, который запрос обслуживать (разрешение приоритета priority resolving). Если система запросов радиальная или источник запроса - внутреннее событие процессора (exception), то переход к .п.6.

4. При магистральной схеме запросов: Процессор передает источникам запросов подтверждение приема запроса (этот сигнал должен достигнуть только того источника запроса, который имеет наивысший приоритет).

5. Источник запроса передает процессору идентифицирующую его информацию (каждый источник запроса может иметь собственную программу обработки, и процессор должен узнать, какой обработчик использовать).

6. Процессор сохраняет информацию о текущем контексте (текущий вектор состояния - почти всегда неполностью) и затем -

7. Адрес перехода на программу обработки прерывания хранится в определенной для каждого источника запроса прерывания области памяти, называемой вектором прерывания. Процессор загружает начальный адрес программы обработки прерывания из вектора прерывания в счетчика команд.

8. Для возврата из прерывания в системе команд обычно есть специальная команда "возврат из прерывания" (мнемоника iret или reti или rti). По этой команде восстанавливается контекст прерванной программы в том объеме, в котором он быь сохранен при входе в перывание (п.6). Эта команда должна быть последней исполняемой командой обработчика.

Приведенное описание соответствует обработке внешнего аппаратного прерывания. В случае, если причина прерывания - внутреннее событие процессора (исключительная ситуация - exception), то этапы 4 и 5 отсутствуют, как в случае радиальных прерываний.

15. Какова может быть судьба запроса, пришедшего в период, когда вход в прерывание для процессора запрещено?