Контрольні питання:

1. Що таке центральний процесор?

2. Призначення центрального процесора та його структура.

3. Що таке кеш та для чого він служить?

4. Від чого залежить швидкодія декодера?

5. На які 2 великі групи діляться виконуючі пристрою?

6. Що таке регістри?

7. Призначення та функції регістрів.

3. Лабораторна робота №3

   1. Тема: Визначення конфігурації та ефективності процесора за допомогою SisoftSandra.

Мета: з’ясувати характеристики процесора і пам’яті, які необхідні для визначення ефективності їх роботи та конфігурації.

Теоретична частина

Архітектура CISC

CISC (англ. Complex Instruction Set Computer - комп'ютер зі складним набором команд) - це архітектура системи команд, в якій більшість команд є комплексними, тобто реалізують певний набір простіших інструкцій процесора або шляхом співставлення з кожною CISC-командою певної мікропрограми, або принаймні можуть бути зведені до набору таких простих інструкцій. CISC-архітектури відносяться, як правило, до класу двох адресних.

Архітектури з комплексними наборами команд, розвиток яких припав на кінець 60-х - 70-ті роки пропонували програмісту досить різноманітний набір порівняно високорівневих інструкцій машинної мови, таких, наприклад, як "виклик підпрограми" або "відняти одиницю та перейти, якщо результат ненульовий", а також велику кількість способів звертання до операндів в пам'яті для полегшення роботи зі складними структурами даних. В ті часи, за відсутності повноцінних мов програмування високого рівня та відповідних компіляторів, така апаратна підтримка високорівневого інструментарію програмування могла підвищити продуктивність праці програміста. До того ж, програма, складена з таких команд займала небагато в пам'яті комп'ютера. Типовими прикладами CISC-архітектур були системи VAX, PDP-11, IBM S/360,сімейства мікропроцесорів Motorola 68000 та Intel x86.

Для CISC-процесорів характерно:

• порівняно невелике число регістрів загального призначення;

• велика кількість машинних команд, деякі з яких навантажені семантично аналогічно операторам високорівневих мов програмування і виконуються за багато тактів;

• велика кількість методів адресації;

• велика кількість форматів команд різної розрядності;

• переважання двох адресна формату команд;

• наявність команд обробки типу регістр-пам'ять.

Недоліками архітектури CISC є нерегулярність потоку команд.

Архітектура RISC

RISC (англ. Reduced Instruction Set Computing) — архітектура процесорів зі скороченим набором команд. Ще відома як «Load/Store» архітектура. Найбільш відомі представники: DEC Alpha, ARC, ARM, AVR, MIPS, PA-RISC, Power Architecture (включаючи PowerPC), SuperH, та SPARC.

Основними рисами RISC архітектури є:

• мала кількість інструкцій;

• однакова довжина всіх інструкцій;

• мала кількість різних форматів інструкцій;

• відсутність інструкцій які працюють з операндами в пам'яті (за виключенням інструкцій завантаження та збереження);

• мала кількість апаратно підтримуваних типів даних;

• велика кількість ідентичних регістрів загального призначення.

Перевагами архітектури RISC є зниження нерегулярності потоку команд та збагачення просторовим паралелізмом.

Поштовхом для розробки RISC архітектури стало те, що тогочасні (середина 1970-х) компілятори не використовували більшість команд із CISC набору та не могли скористатися перевагами багатьох типів складної адресації. Виконання складних CISC інструкцій вимагало багатьох процесорних тактів, а реалізація різних типів адресування та інструкцій, що реалізовують високо рівневі операції, займала більшість площі процесорного кристалу та майже не використовувалась.

RISC-процесори швидші і економічніші CISC. У принципі, є можливість проектувати процесори на чистій RISC-архітектурі. Але відмовитися від архітектури x86 вже неможливо, оскільки під неї написано більшість поширених у світі програм, включаючи комп'ютерні ігри.