Учебное пособие Харьков 014 удк
жүктеу/скачать 23,07 Mb. Pdf көрінісі
|
| Используемый набор команд.
Микропроцессор с CISC-архитектурой (Complicated Instruction Set Computer – CISC), он же компьютер со сложным набором команд. Эту архитектуру также называют «классической», так как она была разработана первой и долгое время оставалась единственной. МП с CISC – архитектурой применяются, как правило, в персональных компьютерах и серверах. Команды таких МП имеют много разных форматов и требуют для своего представления различного числа ячеек. Это обуславливает определение типа команды в ходе ее дешифрации при исполнении, что усложняет устройство управления процессора и препятствует повышению тактовой частоты до уровня, достижимого в RISC-процессорах на той же элементной базе. Лидером в производстве процессоров с CISC-архитектурой является 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 жүктеу/скачать 23,07 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|