- •Эволюция поколений символообрабатывающих эвм.
- •II поколение
- •III поколение
- •IV поколение
- •V поколение
- •VI поколение
- •Системы обработки данных. Класс задач.
- •Содержание архитектуры вс. Модели вычислений. Система команд.
- •Классификация систем обработки данных. Виды систем обработки данных.
- •Классификация систем обработки данных: по назначению сод; по типу вычислителей; по степени территориальной разобщенности; по мере крупности операций; по способу синхронизации вычислений.
- •Классификация систем обработки данных: по способу управления элементами вс; по организации связей между компонентами системы; по способу настройки структуры системы.
- •Классификация систем обработки данных. Классификация Флинна.
- •Классификация систем обработки данных. Способ обмена результатами обработки в сод. Режимы обработки данных.
- •Принципы фон-неймановской концепции вычислительной машины.
- •Структура фон-неймановской вычислительной машины.
- •Подход в.М. Глушкова к представлению устройств эвм. Обобщенная структура процессора общего назначения.
- •Системы команд. Классификация архитектур системы команд по составу и сложности.
- •Системы команд. Классификация архитектур системы команд по месту хранения операндов: стековая и аккумуляторная архитектуры.
- •Системы команд. Классификация архитектур системы команд по месту хранения операндов: регистровая архитектура и архитектура с выделенным доступом к памяти.
- •Типы и форматы операндов. Числа в форме с фиксированной запятой. Десятичные числа.
- •Типы и форматы операндов. Числа в форме с плавающей запятой. Разрядность основных форматов числовых данных.
- •Типы и форматы операндов. Упакованные целые числа. Упакованные числа в форме с плавающей запятой.
- •Типы команд. Команды: пересылки данных, работы со строками, simd.
- •Типы команд. Команды: преобразования, вода/вывода, управления системой, управления потоком команд.
- •Форматы команд.
- •Способы адресации операндов. Непосредственная адресация. Прямая адресация. Косвенная адресация.
- •Способы адресации операндов. Регистровая адресация. Косвенная регистровая адресация. Относительная адресация.
- •Способы адресации операндов. Базовая регистровая адресация. Страничная адресация.
- •Способы адресации операндов. Индексная адресация. Автоиндексирование.
Подход в.М. Глушкова к представлению устройств эвм. Обобщенная структура процессора общего назначения.
В процессе создания ЭВМ 4-го поколения сформировалась обобщенная структура процессора общего назначения (рис.3.3). Она основывается на подходе В.М. Глушкова.
Любое устройство ЭВМ функционально может быть представлено как композиция из операционной и управляющей части.
Ф ункции ОУ состоят в промежуточном хранении слов информации, выполнения набора микроопераций, вычисления значений логических условий.
Функции УУ состоят в генерации последовательности управляющих сигналов, определенных выполняемой командой/микрокомандой в соответствии со значениями логических условий.
Операционное устройство преобразует множество входных слов Х в множество выходных слов У под воздействием определенной последовательности микроопераций из множества А, порядок выполнения которых зависит от вида выполняемой операции из множества К и значения логических условий из множества Р.
Системы команд. Классификация архитектур системы команд по составу и сложности.
Системой команд вычислительной машины (ВМ) называют полный перечень команд, которые способна выполнять данная ВМ. Архитектура системы команд (АСК) – это те средства вычислительной машины, которые видны и доступны программисту.
Хронология развития архитектур системы команд представлена на рис. 4.1.
Классификация по составу и сложности команд
С точки зрения преодоления семантического разрыва различают один из трех типов АСК:
- архитектура с полным набором команд: CISC (Complex Instruction Set Computer);
- архитектура с сокращенным набором команд: RISC (Reduced Instruction Set Computer);
- архитектура с командными словами сверхбольшой длины:VLIW (Very Long Instruction Word).
В вычислительных машинах типа CISC проблема семантического разрыва решается за счет расширения системы команд, дополнения ее сложными командами, семантически аналогичными операторам ЯВУ.
В вычислительных машинах типа RISC проблема семантического разрыва решается за счет сокращения системы команд.
Концепция VLIW базируется на RISC-архитектуре, где несколько простых RISC-команд объединяются в одну сверхдлинную команду и выполняются параллельно.
В таблице 4.1 приведена сравнительная оценка наиболее существенных различий в архитектурах типа CISC, RISC и VLIW.
Системы команд. Классификация архитектур системы команд по месту хранения операндов: стековая и аккумуляторная архитектуры.
С точки зрения места хранения операндов различают следующие виды архитектур системы команд:
- стековую;
- аккумуляторную;
- регистровую;
- с выделенным доступом к памяти.
Стековая архитектура
Стек образует множество логически взаимосвязанных ячеек, взаимодействующих по принципу «последним вошел, первым вышел» (LIFO, Last In First Out).
Верхнюю ячейку называют вершиной стека. Для работы со стеком предусмотрены две операции: push (проталкивание данных в стек) и рор (выталкивание данных из стека). Запись возможна только в верхнюю ячейку стека, при этом вся хранящаяся в стеке информация предварительно проталкивается на одну позицию вниз. Чтение допустимо также только из вершины стека. Извлеченная информация удаляется из стека, а оставшееся его содержимое продвигается вверх.
На рис.4.2 показаны основные узлы и информационные тракты одного из возможных вариантов ВМ на основе стековой АСК.
И нформация может быть занесена в вершину стека из памяти или из АЛУ. Результат операции из АЛУ заносится в вершину стека автоматически.
Аккумуляторная архитектура
В ней для хранения одного из операндов арифметической или логической операции в процессоре имеется выделенный регистр — аккумулятор. В этот же регистр заносится и результат операции. В командах обработки указывают местоположение только второго операнда. Изначально оба операнда хранятся в основной памяти, и до выполнения операции один из них нужно загрузить в аккумулятор. После выполнения команды обработки результат находится в аккумуляторе и, если он не является операндом для последующей команды, его требуется сохранить в ячейке памяти.
Типичная архитектура ВМ на базе аккумулятора показана на рис. 4.3.
Д ля выполнения операции в АЛУ производится считывание одного операнда из памяти в регистр данных. Второй операнд находится в аккумуляторе. Выходы регистра данных и аккумулятора подключаются к соответствующим входам АЛУ. По окончании предписанной операции результат с выхода АЛУ заносится в аккумулятор.