163
фирма Intel, микропроцессорами которой комплектуется более 80 %
выпускаемых персональных компьютеров.
Микропроцессор с RISC-архитектурой (Reduced Instruction Set
Computer – RISC), он же компьютер с сокращенным набором команд.
В начале 80-х годов архитектура CISC стала серьезным препятствием
на пути развития микропроцессорной техники, поскольку для работы
с «традиционным» расширенным списком команд стало требоваться
очень сложное устройство центрального управления, занимающее до
60 % всей площади кристалла. Тогда же был проведен анализ
машинного кода, генерируемого компиляторами языков высокого
уровня. Этот
анализ показал, что в таком коде используется весьма
ограниченный набор простых команд. Идея, заложенная в
основу
RISC-архитектуры, такова: оставить в системе команд наиболее
употребляемые и универсальные инструкции, исключив сложные и
редко используемые. Результатом стало существенное упрощение
центрального управления и высвобождение части поверхности
кристалла процессора для размещения более мощных средств
обработки данных.
Цель сокращения системы команд состоит в
получении более
компактных программ и ускорении их выполнения. Компактный код
программы получается вследствие того, что все команды имеют
размер в одно слово. Это
предполагает, что все инструкции имеют
одну длину и выбираются за один машинный цикл. Сокращенный
набор команд предполагает быстрое обучение программиста. Однако
следует отметить известный факт, что при изучении ассемблера для
RISC программистов, привыкших к CISC, возникают трудности,
связанные с разительным отличием системы команд.
Методы работы с памятью.
В январе 1945 года Джон фон Нейман, математик венгерского
происхождения, предложил архитектуру процессора с объединенной
памятью программ и данных. Машина фон Неймана была создана в
Принстонском институте новейших исследований в 1951 году. С тех
пор это простое решение широко применяется в большинстве компь-
ютеров и называется «неймановская архитектура». Она содержит три
основных
функциональных блока: память; арифметико-логическое
устройство (АЛУ); блок ввода/вывода.
Для выполнения каждой операции АЛУ обращается по одной и
той же линии связи (шине) сначала к памяти программ, а потом к
памяти данных. Устройство ввода/вывода управляет потоком внеш-
164
них данных. Архитектура фон Неймана использует только одну ши-
ну памяти. Она очень дешевая, требует меньшего количества выво-
дов шины и является простой в использовании, так как программист
может размещать и команды, и данные в любом месте свободной
памяти. Главное преимущество неймановской архитектуры – универ-
сальность.
Один и тот же компьютер можно использовать в самых разных
целях: и для разработки, и для выполнения готовых приложений. По
этой архитектуре строились первые DSP, однако со временем они
были практически полностью вытеснены DSP на основе гарвардской
архитектуры и ее модификаций.
Гарвардская архитектура была разработана в конце 30-х
Говардом Айхеном в Гарвардском университете (отсюда и название)
с
целью оптимизации работы памяти и увеличения скорости
выполнения операций. Первая машина Harvard Markl заработала в
1944 году. До конца 70-х годов гарвардская архитектура почти не
использовалась, пока производители МК не поняли, что она дает
преимущества разработчикам автономных систем управления.
Главное отличие гарвардской архитектуры от неймановской
состоит в том, что память программ и память данных физически
Достарыңызбен бөлісу: