- •Абсолютные способы формирования исполнительного адреса операндов
- •Встраиваемые и промышленные компьютеры
- •В чем суть mmx-технологии и потоковых simd-расширений?
- •В чем суть матричного и векторно-конвейерного способов организации simd-архитектуры
- •Иерархическая структура памяти компьютера
- •Как определяется энергоэффективность процессора?
- •Как осуществляется декодирование команд x86 в процессоре Intel Nehalem?
- •Как осуществляется декодирование команд x86 в ядре amd k10?
- •Какие новые возможности появились у процессора с введением расширения команд sse-2, sse-3?
- •Какими преимуществами обладают блейд-серверы?
- •Какими характеристиками должен обладать пк?
- •Классификация mimd-систем по способу взаимодействия процессоров
- •Классификация архитектуры sisd с краткой характеристикой классов
- •Классификация интерфейсов
- •Классификация ноутбуков
- •Классификация методов построения центрального устройства управления процессора
- •Классификация микро-эвм с краткой характеристикой классов
- •Классификация пк по способу использования
- •Классификация серверов с пояснениями
- •Классификация, состав, платформы, производители карманных пк
- •Классификация способов организации simd-архитектуры с пояснениями
- •Конвейерная технология выполнения команд
- •Концепция виртуальной памяти
- •Косвенная адресация операндов
- •Логическая организация центрального процессора эвм
- •Методы обновления строк в основной и кэш-памяти
- •Методы повышения пропускной способности оперативной памяти (организация памяти на ddr sdram)
- •Методы повышения пропускной способности оперативной памяти (расслоение обращений)
- •Методы преобразования виртуального адреса в физический при странично-сегментном распределении памяти с использованием tlb
- •Методы замещения строк в кэш-памяти
- •Методы ускорения процессов обмена информацией между оп и внешними запоминающими устройствами
- •Механизм преобразования виртуального адреса в физический при страничной организации памяти
- •Механизм стековой адресации по способу lifo
- •Модульная структура процессора Intel Nehalem
- •Обобщенная структура эвм и основные направления её развития
- •Обобщенный формат команд x86
- •Общие принципы организации оперативной памяти компьютера
- •Объяснить суть процедуры переименования регистров в современных процессорах
- •Определить назначение, количество, принцип действия исполнительных устройств процессора Intel Nehalem
- •Определить назначение, количество, принцип действия исполнительных устройств ядра amd k10
- •Определить назначение, структуру, количество регистров mmx-технологии и расширений sse, sse2
- •Определить назначение, структуру, количество основных функциональных регистров ia-32
- •Определить назначение, структуру, количество регистров процессора обработки чисел с плавающей точкой ia-32 (x87)
- •Регистры ммх-технологии
- •Организация многоуровневой кэш-памяти
- •Основные отличительные черты epic-концепции
- •Основные характерные черты cisc-архитектуры
- •Основные характерные черты risc-архитектуры
- •Основные характерные черты vliw-архитектуры
- •Основные характерные черты суперскалярной обработки
- •Особенности микроархитектуры Intel Core
- •Особенности микроархитектуры Intel Sandy Bridge
- •Особенности микроархитектуры процессоров Intel Nehalem
- •Особенности архитектуры процессоров x86-64 (amd64, Intel64)
- •Особенности процессоров семейства Intel Westmere
- •Особенности процессорного ядра amd k10
- •Особенности системы команд в ia-64
- •Охарактеризуйте все виды производительности компьютера
- •Перечислить основные требования, которые учитываются при проектировании серверов
- •Принцип работы кэш-памяти с полностью ассоциативным распределением
- •Принцип работы кэш-памяти с частично ассоциативным распределением
- •Программно-управляемая передача данных в компьютере
- •Программно-управляемый приоритет прерывающих программ
- •Прямой доступ к памяти в компьютере
- •Показать развитие и классификацию однопроцессорных архитектур
- •Почему появились многоядерные структуры процессоров и технологии многопоточности?
- •Развитие cisc-системы команд x86 (по годам)
- •Распределение оперативной памяти динамическими разделами
- •Распределение оперативной памяти перемещаемыми разделами
- •Распределение оперативной памяти фиксированными разделами
- •Расширение системы команд aes-ni, avx
- •Реализация адресации «Базирование с индексированием»
- •Реализация адресации операндов «Базирование способом совмещения составляющих исполнительного адреса Аи»
- •Реализация адресации операндов «Базирование способом суммирования»
- •Реализация индексной адресации операндов
- •Регистровые структуры процессоров ia-64
- •Регистровые структуры процессоров x86-64 архитектуры (amd64, Intel64)
- •Сегментное распределение виртуальной памяти
- •Сильносвязанные и слабосвязанные многопроцессорные системы
- •Системная организация эвм на базе чипсетов Intel
- •Страничное распределение виртуальной памяти
- •Стратегия развития процессоров Intel
- •Странично-сегментное распределение памяти
- •Структура кэш-памяти с прямым распределением данных
- •Теги и дескрипторы
- •Типовая структура кэш-памяти
- •Типы данных ia-32 (без mmx и sse)
- •Типы данных ia-64
- •Типы данных mmx-технологии
- •Типы данных sse, sse-2 расширений
- •Форматы команд risc-процессора
- •Формат команд в ia-64, структура пакета инструкций
- •Функции центрального устройства управления процессором
- •Функциональные возможности, назначение, платформы рабочих станций
- •Функциональные возможности, назначение, современные разработки ультра-мобильных и планшетных пк
- •Функциональные возможности, области применения, основные производители мэйнфреймов
- •Функциональные возможности, пути развития, современные разработки супер-эвм
- •Характеристики интерфейсов
- •Характеристики системы прерывания
- •Характерные черты современных универсальных микропроцессоров
- •Центральное устройство управления микропрограммного типа
Логическая организация центрального процессора эвм
ЦП — основное устройство ЭВМ, которое наряду с обработкой данных выполняет функции управления системой: инициирование ввода-вывода, обработку системных событий, управление доступом к основной памяти и т. п.
Организация центрального процессора (ЦП) определяется архитектурой и принципами работы ЭВМ (состав и форматы команд, представление чисел, способы адресации, общая организация машины и её основные элементы), а также технико-экономическими показателями.
Логическую структуру ЦП представляет ряд функциональных средств:
средства обработки: обеспечивают выполнение операций с фиксированной и плавающей точкой, векторных операций, операций с полями переменной длины и т. д.
средства управления системой и программой (центральное устройство управления): комплекс средств автоматического управления процессом передачи и обработки информации. ЦУУ вырабатывает управляющие сигналы (УС), необходимые для выполнения всех операций, предусмотренных системой команд, а также координирует работу всех узлов и блоков ЭВМ.
локальная память: состоит из регистров общего назначения, регистров данных с плавающей точкой, а также управляющих регистров. К средствам управления памятью относятся средства управления доступом к ОП и предвыборкой команд и данных.
буферная память (включает в себя кэш-память L1, L2),
средства управления вводом-выводом и памятью: обеспечивают приоритетный доступ программ через контроллеры (каналы) к периферийному оборудованию.
системные средства: средства службы времени: часы астрономического времени, таймер, коммутатор и т. д.
Существует обязательный (стандартный) минимальный набор функциональных средств для каждого типа центрального процессора. Он включает в себя регистры общего назначения, средства выполнения стандартного набора операций и средства управления вычислительным процессом. Конкретная реализация ЦП может различаться составом средств, способом их реализации, техническими параметрами.
Методы обновления строк в основной и кэш-памяти
Если процессор намерен получить информацию из некоторой ячейки основной памяти, а копия содержимого этой ячейки уже имеется в кэш-памяти, то вместо оригинала считывается копия. Информация в кэш-памяти и основной памяти не изменяется. Если копии нет, то производится обращение к основной памяти. Полученная информация пересылается в процессор и попутно запоминается в кэш-памяти. Чтение информации в отсутствии копии отражено во второй строке таблицы. Информация в основной памяти не изменяется.
При записи существует несколько методов обновления старой информации. Эти методы называются стратегией обновления срок основной памяти. Если результат обновления строк кэш-памяти не возвращается в основную память, то содержимое основной памяти становится неадекватным вычислительному процессу. Чтобы избежать этого, предусмотрены методы обновления основной памяти, которые можно разделить на две большие группы: метод сквозной записи и метод обратной записи. Сквозная запись. По методу сквозной записи обычно обновляется слово, хранящееся в основной памяти. Если в кэш-памяти существует копия этого слова, то она также обновляется. Если же в кэш-памяти отсутствует копия этого слова, то либо из основной памяти в кэш-память пересылается строка, содержащая это слово (метод WTWA — сквозная запись с распределением), либо этого не допускается (метод WTNWA — сквозная запись без распределения). Когда по методу сквозной записи область (строка) в кэш-памяти назначается для хранения другой строки, то в основную память можно не возвращать удаляемый блок, так как копия там есть. Однако в этом случае эффект от использования кэш-памяти отсутствует. Обратная записьПо методу обратной записи, если адрес объектов, по которым есть запрос обновления, существует в кэш-памяти, то обновляется только кэш-память, а основная память не обновляется. Если адреса объекта обновления нет в кэш-памяти, то в неё из основной памяти пересылается строка, содержащая этот адрес, после чего обновляется только кэш-память. По методу обратной записи в случае замены строк удаляемую строку необходимо также пересылать в основную память. У этого метода существуют две разновидности: метод SWB (простая обратная запись), по которому удаляемая строка возвращается в основную память, и метод FWB (флаговая обратная запись), по которому в основную память записывается только обновлённая строка кэш-памяти. В последнем случае каждая область строки в кэш-памяти снабжается однобитовым флагом, который показывает, было или нет обновление строки, хранящейся в кэш-памяти. Метод FWB обладает достаточной эффективностью, однако более эффективным считается метод FPWB (флаговая регистровая обратная запись), в котором благодаря размещению буфера между кэш-памятью и основной памятью предотвращается конфликт между удалением и выборкой строк. Т.о., теоретически более предпочтительным алгоритмом записи для кэша является метод обратной записи. Кэш с обратной записью будет хранить новую информацию до тех пор, пока у него не появится необходимость избавиться от неё. Тем самым процессор может более оперативно управлять системой. В связи с тем, что кэш со сквозной записью сразу же передаёт вновь записанную информацию в память следующего уровня, кэш со сквозной записью может вызывать дополнительные потери в быстродействии по сравнению с кэшем с обратной записью. В случае кэша с обратной записью допускается выполнение длинных последовательностей быстрых операций записи из процессора, поскольку нет необходимости немедленно направлять эти данные в основную память.