- •Глава 1. Основные понятия 9
- •Глава 8. Организация виртуальной памяти 227
- •Глава 9. Организация кэш-памяти 246
- •Глава1. Основные понятия
- •1.1. Система программно-аппаратных средств обработки информации
- •1.2.Традиционная классификация эвм
- •1.3. Структуры эвм
- •1.4. Многомашинные комплексы и многопроцессорные системы
- •1.5. Эволюция режимов работы эвм
- •1.5. Особенности построения и эксплуатации современных многопроцессорные и многомашинных комплексов.
- •Глава 2. Программная модель процессора
- •2.1. Общие понятия
- •2.2. Виды используемых структур памяти по принципам размещения и поиска информации
- •2.3. Организация оперативной памяти
- •2.3.1. Оперативная память и адресные пространства процессора
- •2.3.2. Адресация многобайтовых объектов в оперативной памяти
- •2.3.3. Структура и типы команд
- •2.4. Режимы адресации
- •2.5. Типы машинных арифметик
- •2.6. Управление потоком команд.
- •2.7. Контекст программы
- •2.8. Команды cisc- и risc-архитектуры
- •Глава 3. Программная модель мп Intel
- •3.1. Режимы работы
- •3.2. Программная модель 16-ти битового микропроцессора мп ia-16
- •3.2.1. Модель памяти
- •3.2.2. Порты ввода/вывода
- •2.2.3. Регистровый файл
- •3.2.4. Структура команд
- •3.3. Программная модель 32-битового микропроцессора
- •3.3.1. Основные особенности организации
- •3.3.2. Модель памяти
- •3.3.3. Регистровый файл
- •3.3.4. Структура команд и режимы адресации
- •3.3.5. Структура данных
- •Глава 4. Программные модели мп корпорации dec
- •4.1. Программная модель процессоров семейства pdp-11
- •4.2. Программная модель процессоров эвм vax-11 (см 1700)
- •Глава 5. Система прерывания
- •5.1.Функции системы прерывания и общие решения по реализации
- •5.2. Система прерывания в мп intel
- •5.2.1. Система прерывания в мп ia-16
- •5.2.2. Особенности системы прерывания в мп ia-32
- •5.2.3. Организация системы прерывания в pdp 11
- •Глава 6. Организация ввода-вывода
- •6.1. Система ввод/вывода
- •6.2.Теоретические основы операций ввода/вывода
- •6.3. Синхронизация передачи данных при вводе/выводе
- •6.3.1. Ввод/вывод с проверкой готовности
- •6.3.2. Ввод/вывод с использованием системы прерывания
- •6.3.3. Ввод/вывод с использованием устройств прямого доступа к памяти
- •Глава 7. Шинные интерфейсы
- •7.1. Общие положения
- •7.2. Асинхронный системный интерфейс "Общая шина"
- •7.3. Системные интерфейсы мп ia
- •7.4. Локальный интерфейс микропроцессора i80386
- •7.4.1. Особенности локального интерфейса i80386
- •7.4.2. Диаграммы работы локального интерфейса мп i80386
- •7.4.3. Модель функционирования локального интерфейса мп i80386. (интерфейс с конвейерной передачей данных)
- •7.4.4. Специальные циклы
- •7.5. Локальный интерфейс микропроцессора i486 (интерфейс с пакетной передачей данных)
- •7.5.1. Особенности локального интерфейса i486
- •7.5.2. Диаграммы работы локального интерфейса мп i486
- •7.5.3. Модель функционирования локального интерфейса мп i486
- •7.6. Локальный интерфейс мп Pentium (интерфейс с пакетной передачей данных и конвейеризацией передачи адреса)
- •7.7. Интерфейсы с расщепленными транзакциями
- •Глава 8. Организация виртуальной памяти
- •8.2. Основные задачи виртуальной памяти
- •8.3. Страничная организации виртуальной памяти
- •8.3.1. Страничная организация памяти
- •8.3.2. Виртуальная память на основе таблицы математических страниц
- •8.3.3. Упрощенная схема виртуальной памяти на основе таблицы физических страниц
- •8.3.4. Схема виртуальной памяти на основе таблицы физических страниц.
- •Глава 9. Организация кэш-памяти
- •9.1. Назначение и общая схема подключения кэш-памяти
- •9.2. Системы адресации кэш-памяти
- •9.3. Режимы работы кэш-памяти
- •9.4. Иерархическая структура кэш-памяти и средства управления кэш-памятью
- •9.5. Организация когерентности системы кэш-памяти в многопроцессорных системах с общей оперативной памятью.
- •Основные переходы. При запросах на чтение (r):
- •Чтение (sr2):e в s. При запросах на запись (w):
- •Глава 10. Организация системы памяти на жестких дисках
- •10.1.Дисковые массивы и уровни raid
- •125Стр. Из 292
2.5. Типы машинных арифметик
ЭВМ может обрабатывать информацию, представленную в различных формах и предполагающую различные виды обработки. Часто говорят о типах "арифметик", реализованных в процессоре. Процессоры имеют стандартный набор команд, в который входят команды управления системой, команды управления ходом выполнения программы, команды пересылок, команды ввода-вывода и команды логической и арифметической обработки данных. Современные процессоры имеют наборы команд не менее четырех "арифметик":
команды обработки числовых данных в форме с фиксированной запятой (точкой). Этот набор команд является базовым, определяющим универсальность средств обработки,
команды обработки числовых данных в форме с плавающей запятой (точкой). Этот набор команд специализирует процессор на выполнение инженерных расчетов,
команды обработки символьной информации,
команды обработки десятичных чисел.
Последние два набора команд специализируют процессор на решение экономических задач, обработку символьной информации (обработку записей) и функции управления внешними объектами.
Часто для разных "арифметик" используются отдельные исполнительные устройства. Обычно для обработки числовой информации с фиксированной и плавающей точкой используются отдельные устройства с шириной обработки 16, 32, 64 бита, а для информации с плавающей точкой - даже до 128 бит. Обработка символьной информации и десятичных чисел производится на устройствах с последовательной обработкой (цифра за цифрой, символ за символом).
Некоторые процессоры содержат дополнительное устройство обработки числовой информации с фиксированной запятой, специально адаптированное для вычисления адресов операндов в памяти по адресным компонентам. Это адресная арифметика.
В последнее время процессоры стали оснащаться средствами мультимедиа – командами MMX. Это расширение архитектуры процессоров Intel,предназначенное для повышения быстродействия и качества работы мультимедиа-программ, таких как видео, графика, анимация и воспроизведение звука.
Собственно технология MMX – это 57 специфичных векторных команд. Модель обработки векторных команд – SIMD (single instruction, multiple data – одна команда, много данных). Такая модель повышает производительность программ, поскольку одна команда обрабатывает несколько элементов данных одновременно.
В МП Pentium III технология MMX распространена и на команды с плавающей запятой (SSE – Streaming SIMD Extensions). Строго говоря, первенство в использовании подобных команд принадлежит корпорации AMD (расширение 3DNow, для МП K6). Это команды поддержки трехмерной графики.
В МП Pentium IV реализовано второе поколение потоковых команд ОКМД – команды расширения SSE2 (Streaming SIMD Extensions 2) – набор из 144 команд SSE2, поддерживающий новые форматы упакованных данных с использованием 128-битовых регистров (XMM-регистров) как при операциях с плавающей запятой, так и при операциях с фиксированной запятой.
Вопросы для самопроверки:
1. Четыре основных типа арифметик, реализуемых в современных ЭВМ.
2. Понятие адресной арифметики.
3. Характеристики операций команд ММХ и расширения SSE2.