CISC және RISC процессорларының архитектурасы. CISC және RISC архитектураларының салыстырмалы талдауы. CISC және RISC процессорларының архитектурасы. Cisc жне risc процессорларыны архитектурасы cisc жне risc архитектураларыны салыстырмалы талдауы
 Скачать 291.5 Kb.
|
2.5. Компьютерлерді жинақтауКомпьютерді құру кезінде оған бір уақытта командалық жүйе (СК) құрастырылады. Операцияларды ИК-ке қосу үшін таңдауға мыналар айтарлықтай әсер етеді: * ЭЕМ өндірісінің элементтік базасы мен технологиялық деңгейі; * жеке командаларда жүзеге асырылатын қажетті операциялар жиынтығын анықтайтын шешілетін тапсырмалар класы; * ұқсас кластағы компьютерлерге арналған командалық жүйелер; * Ұзын сөзді құрайтын командаларды (VLIW-пәрмендер) құруға себеп болатын мәліметтерді өңдеу жылдамдығына қойылатын талаптар. Мәселелерді талдау регистрлер мен қарапайым адрестеу режимдерін қолданатын тасымалдау нұсқаулары мен процессор нұсқаулары программалық қоспаларда басым рөл атқаратынын көрсетеді. Бүгінгі күні келесі командалық құрылымдар кеңінен таралған: біркастты (1А), екі адресті (2А), үш адресті (3А), адрессіз (БА), ұзақ сөзді командалар (VLIW - BDS) (2.1-сурет):
Күріш. 2.1.Командалық құрылымдар Сонымен қатар, операндты мекенжай ретінде немесе тікелей командалық құрылымда көрсетуге болады. BA пәрмендері жағдайында операндтар алынады және нәтижелер стекке (журналға, ұяшыққа) итеріледі. BA компьютерлерінің типтік алғашқы өкілдері KDF-9 және Elbrus MVK болып табылады. Олардың тән ерекшелігі стек жадының болуы. Стек - бұл деректер мен операцияларды уақытша сақтау үшін пайдаланылатын ЖЖҚ аймағы. Стек элементтеріне FILO принципі бойынша қатынасады (бірінші кіреді, соңғы шығады) - бірінші кіреді, соңғы шығады. Сонымен қатар, стектің элементтеріне қол жеткізу оның үстіңгі жағы арқылы ғана жүзеге асырылады, яғни пайдаланушы стекке соңғы рет итерілген элементті ғана «көреді». Стектелген жады ұйымы бар процессордың жұмысын қарастырайық. Әртүрлі есептеу процедураларын орындау кезінде процессор компьютер жадынан әлі таңдалмаған жаңа операндтарды немесе алдыңғы операцияларда қолданылған операндтарды пайдаланады. Классикалық құрылымы бар процессорларда кез келген операндқа (1А-компьютер) қол жеткізу жады циклін қажет етеді. Мысал қарастырайық. Процессор өрнектің мәнін есептесінDIV_ADBLOCK142 ">
Пікір. https://pandia.ru/text/78/406/images/image016_43.gif "ені =" 28 "биіктігі =" 28 "> сияқты пәрменді орындау Жоғарыдағы бағдарламадан келесідей, операнд ажадтан 2 рет таңдалған (4 және 5 командалар), б- 3 рет (2, 7 және 8 командалар). Сонымен қатар, аралық есептеулердің нәтижелерін сақтау және еске түсіру үшін қосымша жадыға кірулер қажет болды (3, 6, 9, 10 командалар). Жад циклінің уақыты компьютер жұмысының негізгі шектеуші факторы болғанымен, қосымша жадқа кіру қажеттілігі оның өнімділігін айтарлықтай бәсеңдетеді. Негізінде деректер үшін жадқа бірінші рет қол жеткізу керек екені анық. Кейінірек олар триггер регистрлерінде немесе SRAM-да сақталуы мүмкін. Бұл пайымдаулар процессордың бірқатар логикалық құрылымдарында бейнеленген. Олардың бірі стекі жады бар процессор. Оның жұмыс істеу принципі суретте көрсетілген диаграммамен түсіндіріледі. 2.2. Стек жады – әрқайсысы бір машина сөзін сақтауға қабілетті n регистрдің жиынтығы. P1, P2, ..., Pn регистрлеріндегі аттас разрядтар ауысу схемалары арқылы өзара байланысқан. Сондықтан регистрлердің барлық жиынын P1, P2, ..., Pn регистрлерінің бірдей разрядтарынан құралған n-разрядты ауыстыру регистрлерінің тобы ретінде қарастыруға болады. Стек туралы ақпарат регистрлер арасында жоғары және төмен жылжи алады. Төмен қозғалыс: (P1) ® P2, (P2) ® P3, ... және P1 негізгі жадтағы деректермен толтырылады. Жоғары жылжытыңыз: (Pn) ® Pn ‑ 1, (Pn ‑ 1) ® Pn ‑ 2 және Pn нөлдермен толтырылады.
Күріш. 2.2.Процессор стегін ұйымдастыру P1 және P2 регистрлері операцияны орындау үшін екі операндты құрайтын ALU-мен байланысқан. Операцияның нәтижесі Р1-ге жазылады. Сондықтан ALU операцияны орындайды  .Арифметикалық операцияны (АО) орындаумен бір мезгілде операндтар P1-ге әсер етпей жоғары жылжытылады, яғни (P3) ® P2, (P4) ® P3 және т.б. Осылайша, AO пәрмен ұзақтығын азайтатын болжамды адрестерді пайдаланады. Негізінде, командада операция кодын анықтайтын өрістің болуы жеткілікті. Сондықтан стек жадысы бар компьютерлер адрессіз деп аталады. Сонымен бірге жедел жадтан ақпаратты шақыратын немесе сақтайтын командалар операндтың адресін көрсетуді талап етеді. Сондықтан стек жады бар компьютерлер айнымалы ұзындықтағы нұсқауларды пайдаланады. Мысалы, KDF-9-да АО командалары бір буынды, жадыға қол жеткізу және басқару тасымалдаулары командалары үш буынды, қалғандары екі буынды. Командалар жад ұяшықтарының шекарасына қарамастан, буындардың үздіксіз массиві ретінде жадта орналасады. Бұл бір жадқа кіру циклінде бірнеше пәрмендерді шақыруға мүмкіндік береді. Мұндай жадтың мүмкіндіктерін тиімді пайдалану үшін компьютерге арнайы командалар енгізіледі: · Көшіру (P1) ® P2, (P2) ® P3, ... т.б., ал (P1) өзгеріссіз қалады; · Кейбір операцияларды орындауға ыңғайлы реверс (P1) ® P2, және (P2) ® P1. Жаңа жағдайға бірдей мысалды қарастырыңыз (2.5-кесте): 0 "стиль =" border-collapse: collapse; border: none "> Қоңырау б КөшіруҚоңырау в Қосу Кері айналдыру Көшіру Көбейту Қоңырау а Көшіру Көбейту Қосу Кестеден келесідей. 2.5, операндтарды шақыру үшін жадыға тек үш рұқсат қажет болды (1, 3, 8 нұсқаулар). Қоңыраулардың аз болуы мүмкін емес. Операндтар мен аралық нәтижелер стектің жадысынан AU операциялары үшін қабылданады; 12 команданың 9-ы адрессіз. Бүкіл бағдарлама үш 48 биттік жад орнында орналасқан. Дүкен жадын пайдаланудың басты артықшылығы - ішкі бағдарламаларға (PP) өткенде немесе үзіліс болған жағдайда, арифметикалық регистрлердің мазмұнын жадта сақтау үшін арнайы әрекеттердің қажеті жоқ. Жаңа бағдарлама бірден басталуы мүмкін. Стек жадына жаңа ақпарат енгізілгенде, алдыңғы бағдарламаға сәйкес деректер автоматты түрде төмендетіледі. Олар жаңа бағдарлама есептеуді аяқтаған кезде оралады. Стек жадының көрсетілген артықшылықтарымен қатар, біз мыналарды атап өтеміз: * жадқа кіру санының төмендеуі; * PP-ге қол жеткізу және үзілістерді өңдеу жолын жеңілдету. Стектік жадтың кемшіліктері: · Жылдам қатынасы бар регистрлердің көп саны; · Стек жадының толып кетуін бақылау үшін қосымша жабдықтың қажеттілігі, өйткені жады регистрлерінің саны шектеулі; · Негізінен ғылыми есептерді шешуге және аз дәрежеде мәліметтерді өңдеу жүйелеріне немесе технологиялық процесті басқаруға жарамдылығы. |
