Вопрос 9. Методы адресации и типы данных. Типы команд. Команды управления потоком команд. Типы и размеры операндов

Адресация – способ извлечение операнда.

1. Регистровый – хранение в регистре; если заполнен кэш первого уровня, задействуется более медленная память.

2. Непосредственная (адрес = число); адрес – символы, идентифицирующиеся однозначным образом.

3. Со смещением – ввод основных адресов, остальные – ссылки на эти адреса.

4. Косвенная регистровая – обращение по указателю или вычисленному адресу.

5. Индексная – хранение индекса (под индексом может храниться массив).

6. Прямая или абсолютная – напрямую написано, где хранится операнд.

7. Косвенная – по адресу.

Типы команд:

1) арифметические и логические;

2) пересылки данных – запись/чтение данных;

3) Управление потоком команд – вызов процедур и возвраты, безусловные и условные переходы; переход на адрес, заданный командой перехода.

4) системные операции – системные вызовы, виртуальная память;

5) операции с плавающей точкой (например, 2,28Е – 7 = 0,000000228);

6) десятичные операции;

7) операции над строками.

Обычно тип операнда (например, целый, вещественный с одинарной точностью или символ) определяет и его размер. Однако часто процессоры работают с целыми числами длиною 8, 16, 32 или 64 бит. Как правило, целые числа представляются в дополнительном коде. Для задания символов (1 байт = 8 бит) в машинах компании IBM используется код EBCDIC, но в машинах других производителей почти повсеместно применяется кодировка ASCII. Еще до сравнительно недавнего времени каждый производитель процессоров пользовался своим собственным представлением вещественных чисел (чисел с плавающей точкой). Однако за последние несколько лет ситуация изменилась. Большинство поставщиков процессоров в настоящее время для представления вещественных чисел с одинарной и двойной точностью придерживаются стандарта IEEE 754.

В большинстве процессоров, кроме того, реализуются операции над цепочками (строками) бит, байт, слов и двойных слов.

Вопрос 10. Суперскалярные процессоры. Привести Примеры

Суперскалярным называется центральный процессор (ЦП), который одновременно выполняет более чем одну скалярную команду. Это достигается за счет включения в состав ЦП нескольких самостоятельных функциональных (исполнительных) блоков, каждый из которых отвечает за свой класс операций и может присутствовать в процессоре в нескольких экземплярах.

Примеры: Pentium III (блоки целочисленной арифметики и операций с плавающей точкой дублированы), Pentium 4 и Athlon (троированы).

Вопрос 11. Назначение, принципы построения и характеристики арифметико-логических устройств (алу)

Арифметико-логическое устройство выполняет указанные командами операции над указанными данными (арифметические и логические операции над двоичными числами).

Из арифметико-логического устройства результаты выводятся в память или устройство вывода.

Проектирование АЛУ включает в себя выбор кодов для представления данных, определение алгоритмов выполнения от­дельных операций, структур операционных блоков и реализуемых в них наборов микроопераций. Затем производят объединение отдельных операционных блоков и соответствующих наборов микроопераций в один многофункциональный операционный блок или несколько блоков для отдельных групп операций.

По способу действия над операндами АЛУ делятся на последовательные и параллельные. В последовательных АЛУ операнды представляются в последовательном коде, а операции производятся последовательно во времени над их отдельными разрядами. В параллельных АЛУ операнды представляются параллельным кодом и операции совершаются параллельно во времени над всеми разрядами операндов.

По способу представления чисел различают АЛУ:

для чисел с фиксированной точкой;

для чисел с плавающей точкой;

для десятичных чисел.

По характеру использования элементов и узлов АЛУ делятся на блочные и многофункциональные. В блочном АЛУ операции над числами с фиксированной и плавающей точкой, десятичными числами и алфавитно-цифровыми полями выполняются в отдельных блоках, при этом повышается скорость работы, так как блоки могут параллельно выполнять соответствующие операции, но значительно возрастают затраты оборудования. В многофункциональных АЛУ операции для всех форм представления чисел выполняются одними и теми же схемами, которые коммутируются нужным образом в зависимости от требуемого режима работы.