Вопрос 55. Основные черты risc архитектуры.

У RISC процессора все инструкции имеют одинаковый формат и состоят из битовых полей, определяющих код инструкции и идентифицирующих ее операнды. В силу этого декодирование инструкций производится аппаратно, т.е. микрокод не требуется. При этом в силу одинакового строения всех инструкций процессор может декодировать несколько полей одновременно для ускорения этого процесса.

Инструкции, производящие операции в памяти, обычно либо увеличивают время цикла, либо число циклов на инструкцию. Такие инструкции требуют дополнительного времени для своего исполнения, так как требуется вычислить адреса операндов, считать их из памяти, вычислить результат операции и записать его обратно в память. Для уменьшения негативного влияния таких инструкций, разработчики RISC процессоров выбрали архитектуру чтение/запись, в которой все операции выполняются над операндами в регистрах процессора, а основная память доступна только посредством инструкций чтения/записи. Для эффективности этого подхода RISC процессоры имеют большое количество регистров. Архитектура чтение/запись также позволяет уменьшить количество режимов адресации памяти, что позволяет упростить декодирование инструкций.

Для CISC архитектур время исполнения инструкции обычно измеряется в числе циклов на инструкцию. Разработчики RISC архитектур, однако, стремились получить скорость выполнения инструкции, равную одной инструкции за цикл.

Для RISC процессора во многих случаях только наличие оптимизирующего компилятора позволяет реализовать все его возможности. Отметим, что компилятор может наилучшим образом оптимизировать код именно для RISC архитектур (в силу их простоты). Программирование на языке ассемблера исчезает для RISC приложений, так как компиляторы языков высокого уровня могут производить очень сильную оптимизацию.

Вопрос 56. Определения основных объектов ос. Программа, процессор, процесс. Основные составляющие процесса, состояния процесса.

Программа — это описание на некотором формализованном языке алгоритма, решающего поставленную задачу. Программа является статической единицей, т.е. неизменяемой с точки зрения операционной системы, ее выполняющей.

Процессор— это устройство, выполняющее определенный набор инструкций. Для того, чтобы быть выполненной, программа должна быть прежде всего переведена с алгоритмического языка на язык этих инструкций (скомпилирована).

Процесс — это динамическая сущность программы, ее код в процессе своего выполнения. Имеет

• собственные области памяти под код и данные,

• собственный стек,

• (в системах с виртуальной памятью) собственное отображение виртуальной памяти на физическую,

• собственное состояние.

Процесс может находится в одном из следующих типичных состояний:

1. "остановлен" - процесс остановлен и не использует процессор; например, в таком состоянии процесс находится сразу после создания;

2. "терминирован" - процесс терминирован и не использует процессор; например, процесс закончился, но еще не удален операционной системой;

3. "ждет" - процесс ждет некоторого события (которым может быть аппаратное или про граммное прерывание, сигнал или другая форма межпроцессного взаимодействия);

4. "готов" - процесс не остановлен, не терминирован, не ожидает, не удален, но и не рабо тает; например, процесс может не получать доступа к процессору, если в данный момент выполняется другой, более приоритетный процесс;

5. "выполняется" - процесс выполняется и использует процессор; в ОСРВ это обычно означает, что этот процесс является самым приоритетным, среди всех процессов, находящихся в состоянии "готов".