1. Поколения вычислительных машин. 5
 Скачать 2.93 Mb.
|
35. Обзор особенностей архитектур современных процессоров на реальных примерах.Лидером в разработке микропроцессоров c полным набором команд (CISC - Complete Instruction Set Computer) считается компания Intel со своей серией x86 и Pentium. Эта архитектура является практическим стандартом для рынка микрокомпьютеров. Для CISC-процессоров характерно: сравнительно небольшое число регистров общего назначения; большое количество машинных команд, некоторые из которых нагружены семантически аналогично операторам высокоуровневых языков программирования и выполняются за много тактов; большое количество методов адресации; большое количество форматов команд различной разрядности; преобладание двухадресного формата команд; наличие команд обработки типа регистр-память. Основой архитектуры современных рабочих станций и серверов является архитектура компьютера с сокращенным набором команд (RISC - Reduced Instruction Set Computer). Зачатки этой архитектуры уходят своими корнями к компьютерам CDC6600, разработчики которых осознали важность упрощения набора команд для построения быстрых вычислительных машин. Эту традицию упрощения архитектуры с успехом применил при создании широко известной серии суперкомпьютеров компании Cray Research. Среди других особенностей RISC-архитектур следует отметить наличие достаточно большого регистрового файла (в типовых RISC-процессорах реализуются 32 или большее число регистров по сравнению с 8 - 16 регистрами в CISC-архитектурах), что позволяет большему объему данных храниться в регистрах на процессорном кристалле большее время и упрощает работу компилятора по распределению регистров под переменные. Следует отметить, что в последних разработках компании Intel (имеется в виду Pentium P54C и процессор следующего поколения P6), а также ее последователей-конкурентов (AMD R5, Cyrix M1, NexGen Nx586 и др.) широко используются идеи, реализованные в RISC-микропроцессорах, так что многие различия между CISC и RISC стираются. Однако сложность архитектуры и системы команд x86 остается и является главным фактором, ограничивающим производительность процессоров на ее основе. 36.Состав системного блока современной рабочей станции. Единицы измерения рабочих частот процессоров и системных шин. Единицы измерения всех видов памяти.Состав: процессор, материнская плата, оперативная память, устройства хранения памяти (жесткий диск(HDD), твердотельный накопитель(SSD)), графический адаптер (видеокарта), блок питания, устройства охлаждения (кулера, вентиляторы), дисковод. Частота процессора в Ггц (гигагерцы), шины в Мгц и Ггц(мегагерцы) Оперативная и память постоянная в Гб и Мб(гигабайты), кэш память в Мби Кб (мегабайты) 37. Определение понятия архитектура и организация вычислительных систем.Вычислительная машина – комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации подготовки и решения задач пользователей. Вычислительная система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или вычислительных машин, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенная для подготовки и решения задач пользователя. Основной отличительной чертой вычислительных систем является наличие в них средств, реализующих параллельную обработку за счет построения параллельных ветвей в вычислениях. Под архитектурой вычислительных машин, как правило, понимается логическое построение ВМ, то есть то, какой представляется машина программисту, разрабатывающему программу на машинноориентированном языке. Это определение архитектуры в “узком” смысле. Оно охватывает следующее: перечень и формат команд, формы представления данных, механизмы ввода-вывода, способы адресации памяти, назначение и состав регистров общего назначения, а также других адресуемых регистров. Однако при таком подходе из рассмотрения выпадают такие важные вопросы как состав устройств, сложность процессора, емкость памяти, тактовая частота. Круг этих вопросов принято определять понятием организация или структурная организация. Более часто применительно к ВМ используется понятие архитектуры в “широком“ смысле или просто архитектуры, объединяющее в себе как архитектуру в “узком” смысле, так и организацию ВМ. Термин “архитектура” применительно к вычислительным системам дополнительно включает в себя вопросы выделения составляющих ВС (иерархии ВС), распределения функций между ними и определение взаимодействия между составляющими. 38. Фон-неймановская архитектура вычислительной системы.1. Память 2. устройства ввода/вывода 3. устройство управления (УУ) 4. исполнительное устройство (АЛУ) Для современных ВМ исходной является концепция Дж. фон Неймана, согласно которой определяется автономно работающая универсальная машина, объединяющая устройство управления, двоичное арифметическое устройство, память, устройства ввода и вывода. Вычисления осуществляются последовательно под централизованным управлением от команд. Набор команд составляет машинны операций над элементарными операндами. Память достаточно большой емкости, хранящая как команды, так и данные, состоит из ячеек фиксированного размера, линейно организованных в линейном пространстве. |