Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

При естественном порядке выполнения команд программы адрес следующей команды образуется в результате приб

Работа добавлена на сайт samzan.net:


Билет 10

  1.  Цикл обработки команды

  1.  Вычисления адреса команды (IAC — Instruction Address Calculation). При естественном порядке выполнения команд программы адрес следующей команды образуется в результате прибавления константы к адресу текущей команды.
  2.  Извлечение команды (IF — Instruction Fetch). Считывание команды из ячейки памяти по адресу, заданному в PC, в регистр процессора.
  3.  Расшифровка кода операции (IOD —Instruction Operation Decoding). Анализ кода операции и выяснение типа затребованной операции, количества и типов участвующих в ней операндов (или операнда).
  4.  Вычисления адреса операнда (ОАС — Operand Address Calculation). Если в операции используются операнды, хранящиеся в памяти или передаваемые через подсистему ввода-вывода, то на этой фазе определяются их "физические" адреса.
  5.  Извлечение операнда (OF — Operand Fetch). Считывание операнда из заданной ячейки памяти или из модуля ввода-вывода.
  6.  Обработка данных (DO — Data Operation). Выполнение операции, предусмотренной кодом операции.
  7.  Сохранение результата (OS — Operand Store). Запись результата операции в заданную ячейку памяти или передача в модуль ввода-вывода.

  1.  Связь между компонентами компьютера через магистраль. Функциональные характеристики конструкции магистрали.

Под магистралью (bus) понимается совокупность электрических связей и обслуживающих электронных приборов (обрамления), обеспечивающих обмен информацией между двумя или более устройствами.

Магистраль, связывающая основные компоненты (высшего уровня иерархии — процессор, память, модули ввода-вывода), называется системной магистралью (system bus).

//**Типовой набор управляющих сигналов(*думаю эти пункты заучивать не надо, на раз прочитать и запомнится)

  1.  Memory write (запись в память) — инициирует запись кода, выставленного на линии данных в память по адресу, код которого выставлен на линии адреса;
  2.  Memory read (чтение из памяти) — инициирует чтение из ячейки памяти
    по адресу, код которого выставлен на линии адреса, прочитанный код выставляется на линии данных;
  3.  I/O write (запись в устройство ввода-вывода) — инициирует запись кода,
    выставленного на линии данных в устройство ввода-вывода, код адреса которого (адрес модуля ввода-вывода и номер порта устройства) выставлен на  линии адреса;
  4.  I/O  read  (чтение из памяти) — инициирует считывание из порта устройства ввода-вывода, код адреса которого (адрес модуля ввода-вывода и номер порта устройства) выставлен на линии адреса, прочитанный код выставляется на линии данных;
  5.  Transfer АСК (подтверждение передачи) — сигнализирует, что данные считаны с шины модулем, которому они предназначались командой записи, или выставлены на шину модулем, от которого они затребованы командой чтения;
  6.  Bus   request (запрос управления магистралью) — сигнализирует, что какой-то модуль просит предоставить в его распоряжение ресурсы магистрали;
  7.  bus grant (предоставление управления магистралью) — сигнализирует, что модулю, передавшему сигнал Bus   request, предоставлено право распоряжаться ресурсами магистрали;
  8.  Interrupt request (запрос прерывания) — сигнализирует, что произошло событие, требующее прерывания текущей программы;
  9.  Interrupt АСК (подтверждение прерывания) — сигнализирует, что запрос прерывания воспринят;
  10.  Clock (синхронизация) — используется для синхронизации выполняемых операций; 
  11.  Reset (общий сброс) — используется для установки всех модулей, подключенных к магистрали, в исходное состояние.**//

*а это схемка с билетов 3 курса

Функциональные характеристики конструкции магистрали

Характеристика

Возможные значения

Тип линии

Специализированная;

Переключаемая    (мультиплексируемая — multiplexed) 

Метод арбитража

Централизованный;

Распределенный

Синхронизация

Синхронная;

Асинхронная

Разрядность

Данные;

Адрес

Вид операции передачи

Чтение;

Запись;

Чтение-модификация-запись;

Чтение после записи;

Блоками                                                       

Функционирует магистраль следующим образом:

  1.  Когда один из модулей  "желает" передать данные другому, он должен выполнить две операции:

получить право пользоваться магистралью;    

передать данные по магистрали.

  1.  Когда какому-либо модулю необходимо получить данные от другого модуля, он также должен выполнить две операции:

получить право пользоваться магистралью;

передать запрос другому модулю, выставив соответствующий код на адресных линиях и сформировав сигналы на определенных линиях управляющих сигналов.

Билет 11

  1.  Система команд компьютера: режимы адресации и форматы команд.

Форматом команды называется заранее обговоренная структура полей в её кодах, позволяющая ЭВМ распознавать составные части кода.

Главным элементом кода команды является код операции (КОП), что определяет, какие действия будут выполнены по данной команде. Под него выделяется N старших разрядов формата. В остальных разрядах размещаются А1 и А2 v адреса операндов. А3 - адрес результата.

Распределение полей в формате команды может изменяться при смене способа адресации. Длина команды зависит от числа адресных полей. По числу адресов команды делятся на:

Безадресные

одно-, двух-, трехадресные

Длина кода команды измеряется в машинных словах. Чтобы получить возможность работать с минимальным числом адресных полей, результат, к примеру, можно размещать по месту хранения одного из операндов. Либо предварительно размещают один или несколько операндов в специально выделенных регистрах процессора.

Множество реализуемых машинных действий образует её систему команд. Система команд часто определяет области и эффективность применения ЭВМ. Состав и число команд должны быть ориентированы на стандартный набор операций, используемых пользователем для решения своих задач.

По функциональному назначению в системе команд ЭВМ различают следующие группы:

команды передачи данных (обмен входами между регистрами процессора, процессора и оперативной памятью, процессора и периферийными установками).

Команды обработки данных (команды сложения, умножения, сдвига, сравнения-).

Команды передачи управления (команды безусловного и условного перехода).

Команды дополнительные (типа RESET, TEST,-).

Адресация памяти.
1. Прямая адресация. Исполнительный адрес ячейки, в которой находится операнд, равен содержимому адресного поля в коде команды.

Достоинства – только одна дополнительная операция с памятью.
Недостаток – ограниченное адресное пространство.

2. Косвенная адресация - адресный код команды в этом случае указывает адрес ячейки памяти, в которой находится адрес операнда или команды, т.е. в адресном поле – ссылка на операнд.

Используя косвенную адресацию, можно адресовать 2n адресов памяти. Недостатком косвенной адресации является дополнительное обращение к памяти.

3. Адресация со смещением – для вычисления исполнительного адреса суммируется содержимое адресного поля команды и адрес текущей команды.

4. Индексная адресация. Информация в коде команды рассматривается следующим образом: содержимое адресного поля указывает адрес в операционной памяти, а содержимое указанного в коде регистра положительное смещение относительно этого адреса.

Индексная адресация самая быстрая, т.к. использует индексные регистры.

  1.  Связь между компонентами компьютера через магистраль.

1) процессор - память;

2) процессор - интерфейс;

3) память - интерфейс.

Рассмотрим первые два вида. В обоих случаях передачей данных управляет процессор. Память и интерфейс по управляющему сигналу от процессора осуществляют передачу данных. Направление передачи данных, как правило, определяется процессором. Пересылка данных снаружи внутрь процессора называется считыванием, обратный процесс - записью.

Структура магистрали.

Системные линии по ним передаются сигналы синхронизации и начальной установки.

  1.  Информационные линии включают 32 линии , которые переключаются на передачу кода адреса или данных. Остальные линии этой группы используются для интерпретации и подтверждения достоверности информации, передаваемой по основным линиям.
  2.  Линии управления интерфейсом передают сигналы , обеспечивающие координацию работы задатчика и исполнителя в процессе обмена.
  3.  Линии арбитража. Используются отдельными модулями индивидуально. Каждому модулю подключенному к магистрали PCI , выделяется своя пара линий, которые связывают его напрямую с арбитром магистрали.
  4.  Линии индикации ошибок используются для передачи сигналов об ошибках (контроля четности и системных)

Шина состоит из шины данных, адресной шины и шины управления. Данные передаются по шине данных. Если в качестве такой шины использовать 8-жильный сигнальный провод, можно параллельно передавать 8 бит информации, соответственно по 16-жильному проводу можно передавать 16 бит информации. Таким образом, количество сигнальных линий определяет разрядность шины. Обычно разрядность шины данных и длину слов, обрабатываемых в процессоре, выбирают одинаковыми. Шина данных используется как для передачи данных в направлении процессор - память и процессор - интерфейс, так и для их передачи в обратном направлении. Другими словами, шина данных является двунаправленной.

Иерархия магистралей.

  1.  При длинных линиях связи понижать частоту обмена, что, конечно же, не способствует повышению производительности работы системы в целом.
  2.  Магистраль может стать узким местом всей системы, когда суммарный поток данных, которыми обмениваются модули, приближается к пропускной способности магистрали.

Билет 12

  1.  Конвейерная обработка команд. Основы конвейерной обработки. Производительность конвейера.

Конвейер – технологическая цепочка, ведущая к выпуску продукции. Цепочка выполнения машинных команд, которая приведет к выполнению конкретной логики.

Двухпозиционный конвейер:

Время выполнения команды в общем случае больше времени извлечения. Следовательно, "позиция извлечения" конвейера будет вынуждена определенное время простаивать, дожидаясь, пока заполненный ею буфер не освободится.

Приступая к выполнению команды условного перехода, нельзя заранее предсказать, каков будет адрес следующей выполняемой команды. Следовательно, позиция извлечения должна дождаться завершения выполнения текущей команды, получить от нее адрес следующей выполняемой команды, и только после этого можно будет приступить к ее извлечению

 

Две команды: Извлечение машинный команды, выполнение машинной команды. В счетчике команд формируется новый адрес.

ИК – извлечение команды

ДК – декодирование команды

ИК, ИО и ЗР используют оперативную память.

ДК, ВК – процессор.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

ИК

ДК

Ио

ВК

ЗР

2

ИК

ДК

ИО

ВК

ЗР

3

ИК

ДК

ИО

4

ИК

5

ВЫВОД:

Конвейерная организация – это выигрыш в быстродействие, но нужно правильно просчитать решения. Требуется хороший баланс между количеством ступеней и сложностью организации.

Производительность конвейера операций:

  1.  Время такта - tau
  2.  Длительность такта
  3.  ТAU=max[TAUi]+d=TAUm+d
  4.  Tk=(k+(n-1))tau – общая формула
  5.  КОэфицент повыш. произв: Sk=Ti/Tk=nk /(k+(n-1))
  6.  Чем больше позиций в конвейере, тем больший выигрыш в скорости можно получить.

Интересные моменты:

*Чем больше количество рабочих позиций в конвейере, тем выше быстродействие процессора.

*Но есть 2 факта против: сущ. объективные причины. 1.Любая позиция связана определенными с накладными расходами(свое время у каждого). 2. Команды условного и безусловного перехода.

*Некоторые операции приводят к резкому снижению производительности, от которых ожидали увеличения производительности

Производительность конвейера операций//**даже и не знаю, как можно все это упростить…**//

  1.  Время такта конвейера  - это время , необходимое для продвижения всех команд , на одну позицию вперед.
  2.  Длительность такта можно определить так:
  3.  =max[i] + d=m +d 
  4.   1<=i<=k,  где m - максимальная задержка на позиции, т.е. задержка на той позиции конвейера , операция на которой выполняется дольше остальных
  5.  k - количество позиций конвейера 
  6.  d- "паразитная" задержка на каждой позиции, связанная с распространением сигналов , выборкой из буфера и другими подобными служебными операциями.
  7.  процессором с таким конвейером выполняется фрагмент программы из n  команд, в котором отсутствуют команды переходов.
  8.  Суммарное время Tk , которое потребуется на выполнение всех n команд, можно оценить по формуле :
  9.  T k = [k +(n-1)]
  10.  Для завершения выполнения первой команды потребуется k тактов конвейера, а для завершения n-1 команд - еще n-1 тактов.  Коэффициент повышения скорости Sk использования конвейера оценивается по формуле: 
  11.  Sk = Ti / Tk = nk / [k+(n-1)]=nk/[k+(n-1)]
  12.  Чем больше позиций в конвейере  , тем потенциально больший выигрыш в скорости можно получить !!!!!!

.

  1.  Основные подсистемы компьютера. Базовые компоненты. Функции компьютера.

ОП – модуль, который состоит из совокупности слов, которые имеют одинаковую длину.

Порцию данных длиной в одно слово можно записать или считать только за 1 прием.

Основным элементом памяти является адрес ячейки.

Процессор – считывает из памяти и команды и данные. Он считывает код операции чтобы его расшифровать и выполнить. Регистр для обработки прерывания также присутствует в процессоре. Модули вводы/вывода(их слишком много, их идентифицирует порты - последовательные и параллельные).

Основные компоненты компьютера.

У памяти (в словах определяется) только 2 операциии – считать или записать. Если чтение – то нужно знать адрес ячейки, выбрать результат и создать данные.

Модуль Ввода/вывода (порт)- Чтение, запись. Должны существовать сигналы которые распределяют очередь передачи данных между УВВ, они должны также контролировать и синхронизировать.

ЦП  - Команды, данные, сигналы прерывания. На выходе результат, адрес по которому данные нужно отправить, а также данные.

Главные линии – линия адреса, данных и линия управления.

Современный персональный компьютер – это сложное устройство, которое может состоять из десятков отдельных устройств. Среди основных следует отметить следующие:

Микропроцессор - небольшая электронная схема, выполняющая все вычисления и обработку информации.

Оперативная память. Из оперативной памяти процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты. Оперативная память работает очень быстро, содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен, при выключении компьютера содержимое оперативной памяти стирается.

Контроллеры и шина. Чтобы компьютер мог работать, необходимо, чтобы в его оперативной памяти находились программа (последовательность команд, записанная на языке понятном процессору) и данные. А попадают они туда из различных устройств компьютера: - клавиатуры, дисководов для магнитных дисков и т.д. Обычно эти устройства называют внешними.

Контроллер или адаптер - электронная схема, которая управляет работой какого-либо внешнего устройства.

Функции компьютера:
-Обработка данных;
-Хранение данных;
-Перемещение данных;
-Управление.

Обработка данных:
-Основное назначение компьютера — обработка данных;
-Данные могут иметь большое разнообразие форм и широкий диапазон представления;
- Однако, имеются только несколько фундаментальных методов и типов обработки данных.

Хранение данных:
-Существенное место занимает и функция хранения данных;
-Даже если компьютер обрабатывает данные на лету, т.е. по мере их поступления из операционной среды, причем результат также немедленно отправляется получателю, компьютер должен обладать способностью, хотя бы временно хранить промежуточные результаты и фрагменты данных, которые обрабатываются в текущий момент времени ;
-Таким образом, система должна выполнять функцию хранения данных хотя бы и на короткое время;
- Но в большинстве случаев от компьютера требуется выполнение функции долговременного хранения файлов данных, которые могут обрабатываться или обновляться по мере необходимости.

Перемещение данных:
-Компьютер должен быть способен перемещать данные как внутри себя, так и обмениваться данными с внешним миром;
-Среда компьютера состоит из устройств, которые служат или как источники или адресаты данных;
-Когда данные получены или направлены в устройство, которое непосредственно соединено с компьютером, процедура известна как ввод — вывод, и устройство называется периферийным.
Когда данные перемещаются на более дальние расстояния, процесс известен как обмен данными с удаленным устройством (удаленный доступ).

Управление:
-Наконец, необходимо управлять этими тремя функциями;
-Управление осуществляется устройством, которое обеспечивает компьютер командами;
- Внутри компьютерной системы устройство управления управляет ресурсами компьютера и обеспечивает эффективность функционирования всех его частей при выполнении необходимых команд.

 




1. налоговое убежище налоговая гавань или налоговый рай англ
2. Страхование как фактор инновационного развития России
3. Мир сцены Джером Клапка ДжеромМир сцены OCR- NVE 2000 Перевод- Р.html
4. Налоговые проверки образовательного учреждения
5. Страница Пакет Визитка Лайт Пакет Визитка Пакет Бизнес Па
6. Введение3 1 Обоснование выбора параметров контроля и регулирование5 2 Обоснование выбора приборов и техн
7.  Понятие предмет и метод экологического права
8. е изд Перераб И доп
9. Государь император Николай II
10. экономическая эффективность.html
11. Определение концентрации пыли
12. задание 6 Площадь Срок сдачи пятница 20 декабря в крайнем случае суббота
13.  Информационные технологии в юридической деятельности 4 144
14.  Факторы обусловливающие темпы развития силикоза в большинстве случаев- а стаж работы; б характер работ
15. В общем случае движение жидкой частицы является сложным
16. половой любви С полом и любовью связана тайна разрыва в мире и тайна всякого соединения; с полом и любовью св
17. Языковая ситуация в регионах России5 1
18. а или плоской ровной площадки плато или же заканчивается остриемпик
19. Следовательно объект науки ' это явление процесс или их отдельные стороны которые существуют в реальной
20. Длинные циклы конъюнктуры НД Кондратьева

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе