AOM / Мельник А
3.7.1. Класифікація архітектури комп'ютера за складом системи команд
Як вже було відмічено, розгляд архітектури комп'ютера на рівні системи команд встановлює межу між апаратурою і програмним забезпеченням і дозволяє побачити комп'ютер на рівні, який видимий програмісту, що працює на мові асемблера, або розробнику компіляторів.
За складом системи команд комп'ютери можуть бути поділені на наступні типи:
комп'ютери із складною (комплексною) системою команд (КССК, ComplexInstructionSetComputers- CISC);
комп'ютери з простою (спрощеною) системою команд (КПСК, Reduced Instruction Set Computers - RISC);
комп'ютери з доповненою системою команд (КДСК, Supplemented Instruction Set Computers - SISC). В таких комп'ютерах складна або проста система команд доповнюється командами, орієнтованими на конкретну область використання. До таких комп'ютерів, зокрема, відносяться програмовані процесори обробки сигналів (Programmable Digital Signal Processors);
комп'ютери з орієнтованою (спеціалізованою) системою команд (КОСК, Application Specific Instruction Set Computers - ASISC).
Далі ці архітектури будуть розглянуті детально.
Содержание
- 2.6. Формати даних 63
- 3.1. Кодування та виконання команд в комп'ютері 82
- 4.3. Суперконвеєрні процесори 157
- 4.10. Питання до розділу 4 165
- 5.3. Конфлікти керування 177
- 6.1. Логічні операції 204
- 8.3. Пристрій мікропрограмного керування 297
- 9.3. Пам'ять з асоціативним доступом 321
- 9.4. Основна пам'ять 328
- 9.7. Зовнішня пам'ять 339
- 10.1. Ієрархічна організація пам'яті комп'ютера 357
- 10.2. Організація обміну інформацією між процесором і основною пам'яттю
- 10.3. Організація обміну інформацією між основною та зовнішньою пам'яттю 376
- 10.4. Захист пам'яті від несанкціонованих звернень 391
- 12.8. Організація комп'ютерних систем із розподіленою пам'яттю 444
- 12.9. Комунікаційні мережі багатопроцесорних систем 445
- Розділ 1 Сучасний комп'ютер. Основні поняття
- 1.2. Функції, структура та характеристики комп'ютера
- 1.2.1. Функції та основні функціональні вузли комп'ютера
- 1.2.2. Тенденції зміни основних характеристик апаратних засобів комп'ютера
- 1.2.3. Оцінка продуктивності комп'ютера
- 1.2.3.1. Одиниці оцінки продуктивності
- 1.2.3.2. Тестові програми для оцінки продуктивності
- 1.2.4. Організація зв'язків між функціональними вузлами комп'ютера
- 1.3. Архітектура комп'ютера
- 1.3.1. Поняття архітектури комп'ютера
- 1.3.2. Архітектурні принципи Джона фон Неймана
- 1.3.3. Ненейманівські архітектури комп'ютерів
- 1.4. Типи сучасних комп'ютерів
- 1.4.1. Персональні комп'ютери
- 1.4..2. Робочі станції
- 1.4.3. Багатотермінальні системи
- 1.4.4. Сервери
- 1.4.5. Великі універсальні комп'ютерні системи
- 1.4.6. Кластерні комп'ютерні системи
- 1.4.7. Суперкомп'ютери
- 7.4.8. Мікроконтролери
- 1.4.9. Спеціалізовані комп'ютери
- 1.5. Предмет та порядок розгляду матеріалу даної книги
- 1.6. Підсумок розділу
- 1.7. Література для подальшого читання
- 1.8. Література до розділу 1
- 1.9. Питання до розділу 1
- Розділ 2 Представлення даних у комп'ютері
- 2.7, Позиційні системи числення
- 2.2. Двійкові, вісімкові та шістнадцяткові числа
- 2.5. Представлення чисел зі знаком
- 2.5.7. Прямий код
- 2.5.2. Обернений код
- 2.6. Формати даних
- 2.6.1. Способи представлення чисел
- 2.6.2. Числа з фіксованою комою
- 2.6.3. Числа із рухомою комою
- 2.6.4. Стандарт іеее-754
- 2.6.5. Кодування алфавітно-цифрової інформації
- 2.6.5.7. Двійково-кодовані десяткові числа
- 2.6.4.2. Розширений двійково-кодований десятковий код обміну ebcdic
- 2.6.4.3 Американський стандартний код інформаційного обміну ascii
- 2.6.4.4. Стандарт кодування символів Unicode
- 2.7. Короткий зміст розділу
- 2.8. Література для подальшого читання
- 2.9. Література до розділу 2
- 2.10. Питання до розділу 2
- 2.11. Задачі до розділу 2
- Розділ 3 Порядок виконання команд і програм в комп'ютері
- 3.1.1. Кодування команди та програми
- 3.1.2. Порядок виконання команд
- 3.1.3. Виконання команд на рівні регістрів процесора
- 3.2. Типи операцій та команд
- 3.2.1. Класифікація команд за типами операцій
- 3.2.2. Команди обробки даних
- 3.2.3. Команди переміщення даних
- 3.2.4.. Команди передачі керування
- 3.2.4.1. Команди переходу
- 3.2.4.2. Команди пропуску
- 3.2.4.3. Команди звернення до підпрограм
- 3.2.5. Команди введєння-виведення
- 3.2.6. Принципи формування системи команд комп'ютера
- 3.2.7. Конвеєрне виконання команд
- 3.3. Формати команд комп'ютера
- 3.3.1. Класифікація архітектури комп'ютера за типом адресованої пам'яті
- 3.3.2. Порівняльний аналіз форматів команд
- 3.4. Способи адресації операндів
- 3.4.1. Безпосередня адресація
- 3.4.2. Пряма адресація
- 3.4.3. Непряма адресація
- 3.4.4. Способи адресації операндів на основі операції зміщення
- 3.4.4.1. Відносна адресація
- 3.4.4.2. Базова адресація
- 3.4.4.3. Індексна адресація
- 3.4.5. Сторінкова адресація
- 3.4.6. Неявна адресація
- 3.4.7. Стекова адресація
- 3.4.8. Використання стекової адресації
- 3.4.9. Вибір способів адресації операндів
- 3.5. Приклади форматів команд
- 3.5.1. Формати команд комп'ютерної системи ibm 370
- 3.5.2. Формати команд комп'ютера Cyber-70
- 3.5.3. Формати команд сучасного комп'ютера
- 3.6. Вплив технологи компілювання на систему команд комп'ютера
- 3.7. Архітектура системи команд комп'ютера
- 3.7.1. Класифікація архітектури комп'ютера за складом системи команд
- 3.7.2. Комп'ютери із складною та з простою системами команд
- 3.7.3. Особливості архітектури комп'ютера з простою системою команд
- 3.7.4. Архітектура комп'ютера з доповненою системою команд
- 3.7.5. Комп'ютери зі спеціалізованою системою команд
- 3.8. Короткий зміст розділу
- 3.9. Література для подальшого читання
- 3.10. Література до розділу з
- 4.1. Процесор комп'ютера із складною системою команд
- 4.1.1. Одношинна структура процесора
- 4.1.2. Основні операції процесора
- 4.1.2.1. Вибірка слова з пам'яті
- 4.1.2.2. Запам'ятовування слова в пам'яті
- 4.1.2.3. Обмін даними між регістрами
- 4.1.2.4. Виконання арифметичних і логічних операцій
- 4.1.3. Багатошинна структура процесора
- 4.1.4. Приклади виконання операцій в процесорі
- 4.1.4.1. Виконання операції додавання двох чисел
- 4.1.4.2. Виконання операції переходу
- 4.1.5. Особливості побудови процесора комп'ютера із складною системою команд
- 4.2. Процесор комп'ютера з простою системою команд
- 4.2.1. Вимоги до процесора комп'ютера з простою системою команд
- 4.2.2. Базові принципи побудови процесора комп'ютера з простою системою команд
- 4.2.3. Взаємодія процесора з пам'яттю в комп'ютері з простою системою команд
- 4.2.4. Виконання команд в процесорі комп'ютера з простою системою команд
- 4.2.4.1. Фаза вибирання команди
- 4.2.4.3. Фаза виконання та формування ефективної адреси
- 4.2.4.4. Фаза звернення до пам'яті та завершення умовного переходу
- 4.2.4.5. Фаза зворотного запису
- 4.2.5. Конвеєрна структура процесора комп'ютера з простою системою команд
- 4.2.5.1. Конвеєрний процесор
- 4.2.5.2. Мікродії ярусів конвеєрного процесора
- 4.8. Література для подальшого читання
- 4.9. Література до розділу 4
- 4.10. Питання до розділу 4
- 5. 1. Структурні конфлікти
- 5.2. Конфлікти за даними
- 5.2.1. Типи конфліктів за даними
- 5.2.2. Методи зменшення впливу конфліктів за даними на роботу конвеєра команд
- 5.2.3. Призупинення виконання команди
- 5.2,4. Випереджувальне пересилання
- 5.2.5. Статична диспетчеризація послідовності команд у програмі під час компіляції
- 5.2.6. Динамічна диспетчеризація послідовності команд у програмі під час компіляції
- 5.2.7. Перейменування регістрів
- 5.3. Конфлікти керування
- 5.3.1. Типи конфліктів керування
- 5.3.2. Зниження втрат на вибірку команди, до якої здійснюється перехід
- 5.3.3. Зниження втрат на виконання команд умовного переходу
- 5.3.3.7. Введення буфера попередньої вибірки
- 5.3.3.2. Дублювання початкових ярусів конвеєра
- 5.3.3.3. Затримка переходу
- 5.3.3.4. Статичне передбачення переходу
- 5.3.3.5. Динамічне передбачення переходу
- 5.7. Комп'ютери з комбінованою архітектурою
- 5.9. Короткий зміст розділу
- 5.10. Література для подальшого читання
- 5.12. Питання до розділу 5
- 6.1. Логічні операції
- 6.1.1. Операція заперечення
- 6.2. Операції зсуву
- 6.2.1. Логічні зсуви
- 6.2.2. Арифметичні зсуви
- 6.2.3. Циклічні зсуви
- 6.3. Операції відношення
- 6.3.1. Порівняння двійкових кодів на збіжність
- 6.3.2. Визначення старшинства двійкових кодів
- 6.4. Арифметичні операції
- 6.4.1. Додавання двійкових чисел без знаків
- 6.4.2. Додавання двійкових чисел із знаками
- 6.4.3. Віднімання двійкових чисел
- 6,4.4. Множення двійкових чисел
- 6.4.4.7. Множення цілих двійкових чисел без знаків
- 6.4.4.2. Багатомісна операція додавання часткових добутків
- 6.4.4.3. Множення двійкових чисел із знаками
- 6.4.4.4. Прискорене множення двійкових чисел за методом Бута
- 6.4.5. Ділення двійкових чисел
- 6.4.6. Арифметичні операції над двійковими числами у форматі з рухомою комою
- 6.5. Операції обчислення елементарних функцій
- 6.6. Операції перетворення даних
- 6.6.1. Перетворення даних із формату з фіксованою у формат з рухомою комою та навпаки
- 6.6.2. Перетворення даних з двійково-десяткового коду в двійковий та навпаки
- 6.7. Операції реорганізації масивів і визначення їх параметрів
- 6.8. Операції обробки символів та рядків символів
- 6.9. Короткий зміст розділу
- 6.70. Література для подальшого читання
- 6.11. Література до розділу 6
- 6.72. Питання до розділу 6
- Розділ 7
- 7.1. Функції арифметико-логічного пристрою
- 7.2. Способи обробки даних в арифметико-логічному пристрої
- 7.3. Елементарні операції арифметико-логічного пристрою
- 7.4. Складні операції арифметико-логічного пристрою
- 7.5. Використання графа алгоритму при побудові арифметико-логічного пристрою
- 7.6. Виконання складних операцій в арифметико-логічному пристрої
- 7.8. Типи операційних пристроїв
- 7.9. Табличний операційний пристрій
- 7.10. Вагатотактовий операційний пристрій
- 7.11. Однотактовий операційний пристрій
- 7.12. Конвеєрний операційний пристрій
- 7.13. Алгоритмічні операційні пристрої
- 7.13.1. Пристрої додавання і віднімання двійкових чисел з фіксованою комою
- 7.13.2. Пристрої множення двійкових чисел з фіксованою комою
- 7.13.2.1. Багатотактовий пристрій множення двійкових чисел з молодших розрядів множника при нерухомому множеному з зсувом суми часткових добутків
- 7.13.2.2. Багатотактовий пристрій множення двійкових чисел з молодших розрядів при нерухомій сумі часткових добутків з зсувом множеного вліво
- 7.13.2.3. Багатотактовий пристрій множення двійкових чисел з старших розрядів при нерухомій сумі часткових добутків з зсувом множеного вправо
- 7.13.2.4. Багатотактовий пристрій множення двійкових чисел з старших розрядів при нерухомому множеному з зсувом суми часткових добутків вліво
- 7.13.2.5. Багатотактовіш пристрій прискореного множення
- 7.13.2.6. Однотактові пристрої множення двійкових чисел з фіксованою комою
- 7.13.2.7. Конвеєрні пристрої множення двійкових чисел з фіксованою комою
- 7.13.3 Пристрої ділення двійкових чисел з фіксованою комою
- 7.13.3.1. Багатотактові пристрої ділення двійкових чисел з фіксованою комою
- 7.13.3.2. Однотактові та конвеєрні пристрої ділення двійкових чисел з фіксованою комою
- 7.13.4. Пристрої обчислення елементарних функцій методом "цифра за цифрою"
- 7.13.4.1. Багатотактовий пристрій обчислення елементарних функцій методом "цифра за цифрою"
- 7.13.5.2. Пристрої множення та ділення чисел з рухомою комою
- 7.14. Таблично-алгоритмічні операційні пристрої
- 7.15. Короткий зміст розділу
- 7.16. Література для подальшого читання
- 7. Т 7. Література до розділу 7
- 7. 18. Питання до розділу 7
- Розділ 8 Пристрій керування
- 8.1. Функції та методи побудови пристрою керування
- 8.2. Пристрій керування з жорсткою логікою
- 8.2.1. Структура пристрою керування з жорсткою логікою
- 8.2.2. Методи проектування пристрою керування з жорсткою логікою
- 8.2.3.2. Мови опису функціонування автоматів
- 8.2.3.3. Структурний синтез цифрових автоматів
- 8.2.4. Пристрій керування на основі синхронних елементів часової затримки
- 8.2.5. Пристрій керування на основі лічильників
- 8.3. Пристрій мікропрограмного керування
- 8.3.1. Організація роботи пристрою мікропрограмного керування
- 8.3.2. Організація мікропрограм в пам'яті мікрокоманд
- 8.3.3. Горизонтальне та вертикальне мікропрограмування
- 8.4. Порівняння пристроїв керування з жорсткою логікою та пристроїв мікропрограмного керування
- 8.5. Короткий зміст розділу
- 8.6. Література для подальшого читання
- 8.7. Література до розділу 8
- 8.8. Питання до розділу 8
- 9.1. Типи та характеристики пам'яті комп'ютера
- 9.1.1. Багаторівнева структура пам'яті комп'ютера
- 9.1.2. Типи пам'яті
- 9.1.3. Основні характеристики пам'яті
- 9.2 Регістровий файл процесора
- 9.2.1. Типи регістрових файлів
- 9.2.2. Інтегрований багатопортовий регістровий файл
- 9.2.3. Розподілений регістровий файл
- 9.2.3. 1. Кластерний розподілений регістровий файл
- 9.2.3.2. Розподілений регістровий файл з керованою комутацією
- 9.2.3.3. Розподілений регістровий файл з віконною організацією
- 9.2.4. Ієрархічний регістровий файл
- 9.2.5. Динамічна та статична організація збереження даних в регістрових файлах
- 9.3. Пам'ять з асоціативним доступом
- 9.3.1. Організація та типи пам'яті з асоціативним доступом
- 9.3.2. Пам'ять з повним паралельним асоціативним доступом
- 9.3.3. Пам'ять з неповним паралельним асоціативним доступом
- 9.3.4. Пам'ять з послідовним асоціативним доступом
- 9.3.5. Пам'ять з частково асоціативним доступом
- 9.4. Основна пам'ять
- 9.4.1. Структура основної пам'яті
- 9.4.2. Нарощування розрядності основної пам'яті
- 9.4.4. Розшарування пам'яті
- 9.5. Оперативний запам'ятовуючий пристрій
- 9.6. Постійний запам'ятовуючий пристрій
- 9.6.1. Організація роботи постійного запам'ятовуючого пристрою
- 9.6.2. Запрограмований при виготовленні постійний запам'ятовуючий пристрій
- 9.6.3. Одноразово запрограмований після виготовлення постійний запам'ятовуючий пристрій
- 9.6.4. Багаторазово програмований постійний запам'ятовуючий пристрій
- 9.7. Зовнішня пам'ять
- 9.7.1. Магнітні диски
- 9.7.2. Масиви магнітних дисків з надлишковістю
- 9.7.2.1. Базовий тип дискових масивів raid 0
- 9.7.2.2. Базовий тип дискових масивів raid 1
- 9.7.2.3. Базовий тип дискових масивів raid 2
- 9.7.2.4. Базовий тип дискових масивів raid з
- 9.7.2.5. Базовий тип дискових масивів raid 4
- 9.7.2.6. Базовий тип дискових масивів raid 5
- 9.7.2.7. Тип дискових масивів raid 6
- 9.7.2.8. Тип дискових масивів raid 7
- 9.7.2.9. Тип дискових масивів raid 10
- 9.7.3. Оптична пам'ять
- 9.7.3.1. Постійна пам'ять на основі компакт дисків
- 9.7.3.2. Оптичні диски із стиранням
- 9.7.4. Магнітні стрічки
- 9.8. Короткий зміст розділу
- 9.9. Література для подальшого читання
- 9. 1 0. Література до розділу 9
- 9.11. Питання до розділу 9
- Організація пам'яті
- 10.1. Ієрархічна організація пам'яті комп'ютера
- 10.1.1. Різниця між: продуктивністю процесора та пам'яті
- 10.1.2. Властивість локальності за зверненням до пам'яті
- 10.1.3. Принцип ієрархічної організації пам'яті
- 10.1.4. Характеристики ефективності ієрархічної організації пам'яті
- 10.1.5. Ієрархічна пам'ять сучасного комп'ютера
- 10.2. Організація обміну інформацією між процесором і основною пам'яттю через кеш пам'ять
- 10.2.1. Кеш пам'ять в складі комп'ютера
- 10.2.2. Порядок взаємодії процесора і основної пам'яті через кеш пам'ять
- 10.2.3. Забезпечення ідентичності вмісту блоків кеш пам'яті і основної пам'яті
- 10. 0.2.4. Функція відображення
- 10.2.4.1. Типи функцій відображення
- 10.2.4.2. Повністю асоціативне відображення
- 10.2.4.3. Пряме відображення
- 10.2.4.4. Частково-асоціативне відображення
- 10.2.5. Порядок заміщення блоків в кеш пам'яті з асоціативним відображенням
- 70.2.6. Підвищення ефективності кеш пам'яті
- 10.3. Організація обміну інформацією між основною та зовнішньою пам'яттю
- 10.3.1. Статичний та динамічний розподіл пам'яті
- 10.3.2. Розподіл основної пам'яті за допомогою базових адрес
- 10.3.3. Віртуальна пам'ять
- 10.3.4. Сторінкова організація пам'яті
- 10.3.4.1. Основні правила сторінкової організації пам'яті
- 10.3.4.2. Реалізація сторінкової організації пам'яті
- 10.3.4.3. Апаратна реалізація сторінкової таблиці
- 10.3.5. Сегментна організація віртуальної пам'яті
- 10.4. Захист пам'яті від несанкціонованих звернень
- 10.4.1. Задачі захисту пам'яті
- 10.4.2. Захист пам'яті за допомогою регістра захисту
- 10.4.3. Захист пам'яті за граничними адресами
- 10.4.4. Захист пам'яті за значеннями ключів
- 10.4.5. Кільцева схема захисту пам'яті
- 10.5. Короткий зміст розділу
- 10.6. Література для подальшого читання
- 10.7. Література до розділу 10
- 10.8. Питання до розділу 10
- Розділ 11 Організіція введення-виведення
- 11.1. Під'єднаний зовнішніх пристроїв до комп'ютера
- 1 1.2. Розпізнавання пристроїв введення-виведення
- 11.3. Методи керування введенням-виведенням
- 11.4. Програмно-кероване введення-вивєдення
- 11.5. Система переривання програм та організація введення-виведення за перериваннями
- 11.5.1. Функції системи переривання програм
- 11.5.2. Характеристики системи переривання програм
- 11.5.3. Вхід в переривальну програму
- 11.5.4. Пріоритетне обслуговування переривання
- 11.5.5. Організація повернення до перериваної програми
- 11.5.6. Введення-виведення за перериваннями
- 11.6. Прямий доступ до пам'яті
- 11.7. Введення-виведення під керуванням периферійних процесорів
- 11.7.1. Принципи введення-виведення під керуванням периферійних процесорів
- 11.7.2. Причини застосування каналів введення-виведення
- 11.7.3. Функції каналів введення-виведення
- 11.7.4. Керуюча інформація каналу введення-виведення
- 11.7.5. Мультиплексний та селекторний канали введення-виведення
- 11.8. Короткий зміст розділу
- 11.9. Література для подальшого читання
- 11.10. Література до розділу 11
- 11.11. Питання до розділу 11
- Розділ 12
- 12.1. Використання принципів паралельної обробки інформації в архітектурі комп'ютера
- 12.2. Вибір кількості процесорів у багатопроцесорній системі
- 12.3. Багатопотокова обробка інформації
- 12.4. Класифікація паралельних комп'ютерних систем
- 12.4.1. Класифікація Шора
- 12.4.2. Класифікація Фліна
- 12.5. Типи архітектур систем окмд
- 12.6. Типи архітектур систем мкмд
- 12.7. Організація комп'ютерних систем із спільною пам'яттю
- 12.7.1. Типи комп'ютерних систем із спільною пам'яттю
- 12.7.2. Системи з однорідним доступом до пам'яті
- 12.7.3. Системи з неоднорідним доступом до пам'яті
- 12.7.4. Системи лише з кеш пам'яттю
- 12.8. Організація комп'ютерних систем із розподіленою пам'яттю
- 12.9. Комунікаційні мережі багатопроцесорних систем
- 12.9.1. Типи комунікаційних мереж
- 12.9.2. Основні характеристики комунікаційних мереж багатопроцесорних систем
- 12.9.3. Статичні топології комунікаційних мереж: багатопроцесорних систем
- 12.9.4. Шинні динамічні комунікаційні мережі багатопроцесорних систем
- 12.9.5. Комутуючі динамічні комунікаційні мережі багатопроцесорних систем
- 12.9.5.1. Типи комутуючих динамічних комунікаційних мереж
- 12.9.5.2. Координатна мережа
- 12.9.5.3. Матрична одноярусна комутуюча мережа
- 12.9.5.4. Багатоярусні блокуючі комутуючі мереж
- 12.9.5.5. Багатоярусні неблокуючі комутуючі мережі з реконфігурацією
- 12.9.5.6. Багатоярусні неблокуючі комутуючі мережі
- 12.10. Короткий зміст розділу
- 12.11. Література для подальшого читання
- 12.12. Література до розділу 12
- 12.13. Питання до розділу 12
- 43010 М. Луцьк, пр. Волі, 27.