Презентация на тему "Система команд"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Система команд

  Лапина Анастасия Андреевна каф. ИС МФПУ “Синергия”

• 
  Слайд 2

  Процессор выполняет следующие функции:

  вычисление адресов команд и операндов; выборку и дешифрацию команд из основной памяти (ОП); выборку данных из ОП, регистров процессорной памяти и регистров адаптеров внешних уст­ройств (ВУ);

• 
  Слайд 3
  

  прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ; обработку данных и их запись в ОП, регистры процессорной памяти и регистры адаптеров ВУ; выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ЭВМ; переход к следующей команде.

• 
  Слайд 4
  

  Общая стратегия создания высокопроизводительных процессоров на­правлена на обеспечение параллельной работы как можно большего количества различных функциональных устройств.

• 
  Слайд 5
  

  Суперскалярное функционирование: из памяти выбираются и одновременно выполняются несколько команд. Принцип конвейеров

• 
  Слайд 6
  
• 
  Слайд 7
  

  Система команд - перечень, вид и тип команд, автоматически исполняе­мых процессором. Перечень и вид команд определяют непосредственно те процеду­ры, которые могут выполняться над данными в процессоре, и те категории данных, над которыми применимы эти процедуры.

• 
  Слайд 8

  От типа команд зависит классификационная группа процессора:

  CISC (Complex Instruction Set Command) с полным набором системы команд; RISC (Reduced Instruction Set Command) с усеченным набором системы команд;

• 
  Слайд 9
  

  VLIW (Very Length Instruction Word) со сверхбольшим командным словом; MISC (Minimum Instruction Set Command) с минимальным набором системы команд и весьма высоким быстродействием

• 
  Слайд 10
  

  Независимо от количества и набора системе, команды можно разделить на следующие группы:

  Операции пересылки - перемещение содержания машинного слова в следующих разновидностях: регистр-регистр, регистр-память, ОП-регистр, ОП-ОП. Каждой из модификаций обычно соответствует уникальный код команды (КОП).

• 
  Слайд 11
  

  Операции арифметики с фиксированной точкой (+, -, *, / , % и пр.). Модификации команды возможны те же. Операции арифметики с плавающей точкой.

• 
  Слайд 12
  

  Операции сравнения содержания машинных слов (в зависимости от результата - >,

• 
  Слайд 13
  

  Побитовые операции с парой машинных слов – операции Операции индексной арифметики - изменения содержания индексных регистров (в некоторых системах - ячеек ОП), используются для обращения к последовательным элементам массива.

• 
  Слайд 14
  

  Операции прерывания - переход к зарезервированной выделенной заранее области памяти для обработки сбойных, аварийных, и других ситуаций. Операции обращения к внешнему устройству - поиск блока на магнитной ленте или диске, считывание блока, запись блока на носитель и пр.

• 
  Слайд 15
  

  Типичная компьютерная задача состоит из цепочки шагов, определяемых по­следовательностью машинных команд программы. Каждая команда разбивается процессором на ряд элементарных машинных операций.

• 
  Слайд 16
  

  Для выполнения программы процессор по одной выбирает команды из памяти и выполняет определяемые ими действия. Команды выбираются из последовательных адресов памяти, пока не встретится команда перехода или ветвления.

• 
  Слайд 17
  

  Процесс выполнения команды — это не что иное, за малым исключением, как реализация в определенной последовательности одной или нескольких из пере­численных ниже операций:

• 
  Слайд 18
  

  пересылка слова данных из одного регистра процессора в другой регистр или в АЛУ; выполнение арифметической или логической операции и сохранение ре­зультата в регистре процессора;

• 
  Слайд 19
  

  выборка содержимого заданного адреса памяти и загрузка его в регистр процессора; сохранение слова данных из регистра процессора, по заданному адресу ос­новной памяти.

• 
  Слайд 20

  Регистр

  Когда операнды переносятся в процессор, они сохраняются в высокоскоростных элементах памя­ти, называемыхрегистрами. может хранить одно слово данных время доступа к регистрам процессора даже меньше времени доступа к самой бы­строй кэш-памяти.

• 
  Слайд 21
  

  Слово – не есть разрядность процессора. Под словом понимается информация длиной в 2 байта, или 16 двоичных разрядов.

• 
  Слайд 22
  

  Управляющее и арифметико-логическое устройства работают во много раз быстрее, чем все остальные устройства, подключенные к компьютерной системе.

• 
  Слайд 23
  

  Быстродействие позволяет одному процессору контролировать множество внешних устройств, таких как клавиатуры, дисплеи, магнитные и оптические диски, сенсоры и механи­ческие управляющие устройства.

• 
  Слайд 24
  

  Устройства памяти, арифметики и логики, ввода и вывода хранят и обрабатывают информацию, а также выполняют операции ввода и вывода. Работу таких устройств нужно как-то координировать. Именно этим и занимается блок управления.

• 
  Слайд 25
  

  Управление операциями ввода-вывода осуществляется командами программ, в которых идентифицируются соответствующие устройства ввода-вывода и пересылаемые данные.

• 
  Слайд 26
  

  Однако реальные синхронизирующие сигналы (timing signals), управляющие пересылкой, генерируются управляющими схемами. Синхронизи­рующие сигналы — это сигналы, определяющие, когда должно быть выполнено данное действие.

• 
  Слайд 27
  

  Кроме того, посредством синхронизирующих сигналов, генери­руемых блоком управления, осуществляется передача данных между процессором и памятью. Блок управления можно представить себе как отдельное устройство, взаимодействующее с другими частями машины.

• 
  Слайд 28
  

  Большая часть управляющих схем физически распределена по разным местам компьютера. В целом, функционирование компьютера можно описать следующим образом. Компьютер с помощью блока ввода принимает информацию в виде программ и данных и записывает ее в память.

• 
  Слайд 29
  

  Хранящаяся в памяти информация под управлением программы пересылается в арифметико-логическое устройство для дальнейшей обработки. Данные, полученные в результате обработки информации, направляются на устройства вывода. За все действия, производимые внутри машины, отвечает блок управления.

• 
  Слайд 30
  

  АЛУ Rn-1 R0 MDR IR PC Память Управляющий блок . . . MAR

• 
  Слайд 31
  

  регистре команды (Instruction Register, IR) содержится код выполняемой в данный момент команды. Ее результат доступен управляющим схемам, которые генерируют сигналы для управления различными элементами, участвующими в выполнении команды.

• 
  Слайд 32
  

  Счетчик команд (Program Counter, PC), служит для контроля за ходом выполнения программы. В нем содержится адрес следующей команды, подлежащей выборке и выполнению.

• 
  Слайд 33
  

  Регистр адреса (Memory Address Register, MAR) В регистре MAR содержится адрес, по которому производится обращение к памяти

• 
  Слайд 34
  

  Регистр данных (Memory Data Register, MDR) В регистре MDR содержаться данные, которые должны быть записаны в память или прочитаны из таковой по этому адресу