9. Проанализируйте структурную схему персонального компьютера, архитектурные свойства и принципы микропроцессоров.

Основным устройством ПК является материнская плата, которая определяет его конфигурацию. Все устройства ПК подключаются с помощью разъемов расположенных на этой плате. Соединение всех устройств в единую систему обеспечивается с помощью системной магистрали (шины), представляющей собой линии передачи данных, адресов и управления.

Ядро ПК образуют процессор (центральный микропроцессор) и основная память, состоящая из оперативной памяти и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) или перепрограммируемого постоянного запоминающего устройства ППЗУ. ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения данных.

Подключение всех внешних устройств: клавиатуры, монитора, внешних ЗУ, мыши, принтера и т.д. обеспечивается через контроллеры, адаптеры, карты.

Контроллеры, адаптеры или карты имеют свой процессор и свою память, т.е. представляют собой специализированный процессор.

Микропроцессор (МП) — центральный блок ПК, предназначенный

для управления работой всех блоков машины и для выполнения

арифметических и логических операций над информацией.

Системная шина — основная интерфейсная система компьютера,

обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. Общие архитектурные св-ва и принципы, были сформулированы фон Нейманом – это принцип жесткости архитектуры, принцип двоичного кодирования, принцип последов. прогр. управления, принцип однородности памяти, принцип адресуемости памяти.

Архитектурные особенности современных м-ссов. Суперскалярная архитектура – это способность выполнения нескольких машинных инструкций за один такт процессора. КОНВЕЙЕР – устройство, реализующее такой метод обработки команд, при котором исполнение разбивается на несколько этапов(выборка команды; декодирование команды; генерация адреса; выполнение операции) Микропроц.(МП) с одним конвейером называется – скалярными, более одного – суперскалярными. В совр. МП – раздельное кэширование кода и данных. Кэширование – способ увеличения быстродействия системы за счет хранения часто используемых данных и кодов в «кэш-памяти 1-го уровня», находящейся внутри микропроцессора.

Предсказание правильного адреса перехода. Суть - в введение буфера адресов перехода, который хранит инф. о последних переходах. в буфере запоминаются сама команда, адрес перехода и предположение о том, какая ветвь программы будет выполнена следующей. Если предсказание верно, переход осуществляется без задержки.

Многоядерные микропроцессоры – каждое ядро имеет свой кэш, поэтому операционная система имеет достаточно ресурсов для параллельного выполнения задач, требующих большой вычислительной мощности. Один процессор содержит 2 или больше вычислительных ядер. Вычислительная работа распределена. Микропроцессор аппаратно поддерживает следующие основные типы данных: байт(8бит); слово (2 байта); двойное слово; учетверен-ное слово. Программными средств. обрабатываются данные, представленные целыми и вещ. числами, а также символами. Из этих типов данных строятся структурированные типы: массивы, множества, строки символов, записи и др. Регисты (СОЗУ сверхбыстрая память) – служат для хранения промежуточных результатов вычислений(общего назначения) или содержат данные необх. для раб. процессора. К пользовательским регистрам относятся: 1) регистры общего назначения(для хранения данных и адресов) eax(ax/ ah|al); ebx; edx; ecx; esi; edi; ebp; esp. 2)регистры сегментов: cs,ds,ss,es,fs,gs. 3)регистр состояния (регистр флагов) eflags/flags. 4)регистр управления (регистр указателя команды) eip–cодержит смещение следующей подлежащей выполнению команды относительно текущего сегмента кода.

Eax - для хранения промежуточных данных. ebx - для хранения базового адреса некоторого объекта в памяти. ecx - в командах, производящих некоторые повторяющиеся действия. edx - для хранения промежуточных данных. esi и edi - для поддержки операций, производящих последовательную обработку цепочек элементов. Esp содержит указатель вершины стека в текущем сегменте стека. Ebp предназначен для организации произвольного доступа к данным внутри стека. cs – адрес сегмент кода, адр. след. команды cs:ip , ds – адрес сегм. данных, ss – содержит адрес сегмента стека. es, gs, fs- дополнительные сегментные регистры данных.

Системные: cr0,cr1,cr2,cr3 / дескрипторн.табл. – gdtr, ldtr,idtr,tr / отладки – dr0,dr1,dr2,dr3 сост.управл.отладкой– dr6,dr7