Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лекции!!!.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
27.09.2019
Размер:
1.76 Mб
Скачать
  1. Устройство эвм

Классическая структура ЭВМ выглядит следующим образом:

Процессорор

Память

Устройства ввода/вывода

шина

Есть процессор, в котором выполняются арифметические и логические операции, есть память, в которой хранятся программы и обрабатываемые данные, есть устройства, позволяющие, налицо обмениваться программами и данными с внешним миром, есть шина, обеспечивающая быструю передачу информации между всеми устройствами внутри ЭВМ.

В реальности все гораздо сложнее.

Начнём с самых азов. Единица в ЭВМ представляется импульсом вида

а нуль –

Если посмотреть на эти импульсы через хороший осциллограф, то мы увидим

Основу ЭВМ составляет стабильный генератор синхронной серии, выдающий последовательность сигналов, к фронтам которых привязываются все остальные устройства. Один элемент синхронизации называется тактом (по-английски clock), соответственно, исполнение любой машинной команды разделяется на такты. Например, по переднему фронту такта начинают работать несколько комбинационных схем, подающих на входы процессора операнды, по заднему фронту эти операнды “защёлкиваются” в процессоре, т.е. отсекаются от выходов комбинационных схем, вторая половина такта тратится на вычисления внутри процессора. Чтобы защёлкивание было корректным, нужно, чтобы операнды пришли в стабильное состояние за некоторое время до защёлкивания, поэтому длину такта (а с ней и скорость ЭВМ) подбирают таким образом, чтобы самая длинная цепочка комбинационных схем успела в положенное время завершить все переходные процессы.

Реально тактирование выглядит чуть иначе, у него различают непосредственно тактируемый сигнал а также его фронтальную и заднюю часть. Длительность каждого такта – около 30нс, фронтальной части – около 5нс.

П исать на шину за такт может только одно устройство.

Микрокоманды :

  • Выборка команды

  • Декодирование

  • Выборка операндов

  • Выполнение команды

  • Возврат результата

Внешняя / внутр. архитектура – видит человек/ комп

Бебидш 1832 г. Аналитич. Машина. Ада (дочь Байрона) – первая программист

  1. Микропрограммирование

Микрокоманды :

  • Выборка команды

  • Декодирование

  • Выборка операндов

  • Выполнение команды

  • Возврат р-та

М икрокоманда:

Поле соответствует устройству. Д лина микрокоманды – 60-100 бит.

Для извлечения микрокоманд из шины служит водопровод - блок выборки микрокоманд (тоже подключен к шине). Он также дешифрует микрокоманду и получает ее адрес в микропамяти, а соответственно и указатель на соответствующую микропрограмму. Микропамять – 100(ш)х4096(в) бит. Затем микропрограмма исполняется.

Передний и задний фронты. После задн.фронта результат устаканивается.

1-й полутак – операнды, 2-й полутакт - операции

Микропрограммирование применяется в САМСОНе.

Микрокоманда позволяет сделать много действий за один такт.

Введение нужных микрокоманд позволяет увеличить производительность, решает качественную задачу настройки машины на предметную область.

40 % - чтение, 20% - вызовы 3%-сложн. Арифметика

ВД1 => A(D+L/G) => БА, КМП - 4 такта

М:

БД => Ц( ), ПХ(-Г,М) КМП

Модификация:

БД => A(D+L/G) => БА, КМП

БД => Ц(), КМПУ(Г); // конец микрокомандн. условия

БД => Ц(), КМПУ(Г);

БД => Ц(), КМПУ(Г);

(БД => Ц(), КМПУ(Г); - на всяк. случай)