1. Поколения вычислительных машин. 5
 Скачать 2.93 Mb.
|
32. Основные архитектурные понятия. Типы команд. Типы данных Способы адресации.Термин "архитектура системы" часто употребляется как в узком, так и в широком смысле этого слова. В узком смысле под архитектурой понимается архитектура набора команд. Архитектура набора команд служит границей между аппаратурой и программным обеспечением и представляет ту часть системы, которая видна программисту или разработчику компиляторов. В широком смысле архитектура охватывает понятие организации системы, включающее такие высокоуровневые аспекты разработки компьютера как систему памяти, структуру системной шины, организацию ввода/вывода. Двумя основными архитектурами набора команд, используемыми компьютерной промышленностью на современном этапе развития вычислительной техники являются архитектуры CISC и RISC.   Команды управления потоком команд Можно выделить четыре основных типа команд для управления потоком команд: условные переходы, безусловные переходы, вызовы процедур и возвраты из процедур 33. Иерархия памяти. Организация кэш-памяти. Принципы организации основной памяти в современных компьютерах.В основе реализации иерархии памяти 2 принципа: 1. принцип локальных обращения - большинство программ не выполняют обращений ко всем командам и данным, а оказывают предпочтение некоторой части своего адресного пространства 2. соотношение стоимость/производителей -Все уровни иерархии взаимосвязаны -взаимодействие между различными уровнями реализуется с помощью системного контроллера -байт - минимально адресуемая единица информации Иерархия устройств о кэш-памяти: https://www.intuit.ru/studies/courses/604/460/lecture/10327 Очень часто организация кэш-памяти в разных машинах отличается именно стратегией выполнения записи. Когда выполняется запись в кэш-память имеются две базовые возможности: • сквозная запись (write through, store through) - информация записывается в два места: в блок кэш-памяти и в блок более низкого уровня памяти. • запись с обратным копированием (write back, copy back, store in) - информация записывается только в блок кэш-памяти. Модифицированный блок кэш-памяти записывается в основную память только когда он замещается. Для сокращения частоты копирования блоков при замещении обычно с каждым блоком кэш-памяти связывается так называемый бит модификации (dirty bit). Этот бит состояния показывает был ли модифицирован блок, находящийся в кэш-памяти. Если он не модифицировался, то обратное копирование отменяется, поскольку более низкий уровень содержит ту же самую информацию, что и кэш-память. Оба подхода к организации записи имеют свои преимущества и недостатки. При записи с обратным копированием операции записи выполняются со скоростью кэш-памяти, и несколько записей в один и тот же блок требуют только одной записи в память более низкого уровня. Поскольку в этом случае обращения к основной памяти происходят реже, вообще говоря требуется меньшая полоса пропускания памяти, что очень привлекательно для мультипроцессорных систем. При сквозной записи промахи по чтению не влияют на записи в более высокий уровень, и, кроме того, сквозная запись проще для реализации, чем запись с обратным копированием. Сквозная запись имеет также преимущество в том, что основная память имеет наиболее свежую копию данных 34. Организация ввода/вывода в вычислительной системе. Системные и локальные шины. Устройства ввода/вывода.Компьютер без устройств ввода/вывода - как автомобиль без колес - на таком автомобиле далеко не уедешь. Очевидно одной из наиболее правильных оценок производительности системы является время ответа (время между моментом ввода пользователем задания и получения им результата), которое учитывает все накладные расходы, связанные с выполнением задания в системе, включая ввод/вывод. Уже сейчас мы можем наблюдать, что в компьютерах различного ценового класса от рабочих станций до суперкомпьютеров (суперсерверов) используется один и тот же тип микропроцессора. Различия в стоимости и производительности определяются практически только организацией систем памяти и ввода/вывода (а также количеством процессоров). Производительность процессоров растет со скоростью 50-100% в год. Если одновременно не улучшались бы характеристики систем ввод/вывода, то разработка новых систем зашла бы в тупик. Важность оценки работы систем ввода/вывода была осознана многими пользователями компьютеров. Были разработаны специальные тестовые программы, позволяющие оценить эффективность систем ввода/вывода. Шины - способ организации связи процессора с памятью и организации ввода/вывода Локальные (системные) шины: ISA (16-bit, 3,14МГц последовательная) PCI (32-bit, 33,3МГц, параллельная), AGP (100МГц, 64-bit, только для видеоподсистемы!), PCI-express (параллельно-последов, 1 поколение- 2Гбит/с, 2 поколение - 4Гбит/с, 3 поколение - 8Гбит/с)  |