Недостатки cisc архитектуры

• высокая стоимость аппаратной части;

• сложности с распараллеливанием вычислений.

Методика построения системы комманд CISC комплементарна (противоположна, имеется в виду) другой методике - RISC. Различие этих концепций состоит в методах программирования, а не в реальной архитектуре процессора. Практически все современные процессоры эмулируют наборы команд как RISC так и CISC типа.

В рабочих станциях, серверах среднего звена и персональных компьютерах используются процессоры с CISC. Наиболее распространенная архитектура команд процессоров мобильных уcтройств - SOC и мэйнфреймов - RISC. В микроконтроллерах различных устройств RISC используется в подавляющем большинстве случаев.

2. Базовая структура фон-Неймановской архитектуры эвм. Порядок выполнения команды Принцип программного управления и машина фон Неймана

Фон Нейман впервые предложил в 40-х годах нашего века концепцию хранимой программы, основные принципы которой заключаются в следующем:

1)команды, так же как и данные, хранятся в памяти машины, в команде указываются не сами данные, а адреса их размещения в памяти;

2)команды могут обрабатываться так же, как и числовые данные (модификация команд), но из-за снижения надежности программ этот подход сейчас не применяется;

3)хранимая программа позволяет осуществлять произвольный переход от одной команды к другой, что необходимо при реализации ветвлений и циклов в алгоритмах обработки.

Основные особенности первых машин, построенных по изложенным принципам и называемых сейчас машинами фон Неймановского типа, состоят в следующем:

1)наличие единого вычислительного устройства, включающего один процессор, память и некоторые внешние устройства;

2)использование линейной структуры адресации памяти со словами фиксированной длины;

3)централизованный принцип управления выполнением программы по последовательному алгоритму;

4)низкий уровень машинных команд, позволяющих выполнять только элементарные операции.

Для таких машин «узким» местом», ограничивающим производительность, является память и каналы связи: как данные, так и команды должны последовательно выбираться из памяти и передаваться между устройствами. Для повышения производительности в фон Неймановских машинах применяются:

-увеличение разрядности обработки данных (16 бит32 и 64 бита);

-активное использование конвейеризации при выборке и обработке команд;

-активное использование кэш-памяти (Cash- скрытый, не замечаемый пользователем), т.е. блоков памяти, которые являются буферными между процессором и оперативной памятью.

Обработка команды выполняется следующим образом:

1)Процессор посылает в память адрес команды А и из памяти в процессор выбирается команда А.

2)Процессор дешифрует код операции, указанной в команде и читает из памяти операнды А_i, A_j , и т.д. указанные в команде.

3)Процессор выполняет над операциями заданные операции, в результате чего получается результат Р. Результат Р может быть записан в память.

4)Процессор формирует адрес следующей команды путем естественной адресации А:=А+1 или из адресной части команды А:=А_i

Устройства ввода/вывода используются для обмена информацией с человеком или передачи данных. Ввод/вывод инициализируется процессором в соответствии с кодом операции. Операция ввода/вывода иначе называется операцией чтения/записи данных.

Неймановский принцип программного управления.

Принцип программного управления может быть реализован многими способами, как кардинально различными, так и различными фрагментарно. Один из принципов реализации программного управления был предложен Джоном Нейманом в 1945 году и этот принцип стал основополагающим для построения всех типов компьютеров. В основе неймановского принципа лежит представление алгоритмов в виде операторных схем.

Неймановский принцип программного управления состоит в следующем:

1.Инф. кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы информации, наз. словами. Различные слова разделяются не способами кодирования, а способами использования.

2.Слова размещаются в ячейках памяти компьютера и идентифицируютс номерами ячеек,кот.определяют адрес слова.

3.Алгоритм представляется как последовательность управляющих слов, называемых командами (инструкциями). Команда определяет наименование операции и слова, участвующие в операции в качестве операндов и результатов. Алгоритм представляется в виде терминов машинных команд, называемых программой.

4.Выполнение программы сводится к последовательному выполнению команд в порядке, определяемом самой программой.

1 N

Слово:

b - 0 или1 бит

N- количество битов, определяющих длину слова. Биты называют разрядами слова. Кроме бита в качестве единицы информации используют байт, состоящий из 8 бит.

Память – это склад для хранения данных, в котором ячейки нумеруются натуральными числами 0,1,2,3….Е-1 , где Е –емкость памяти. Чтобы записать слово или прочитать его необходимо указать адрес ячейки А (место, где хранится слово). Команды имеют определенную адресную структуру.

Код оп адрес 1 адрес К

области области

участв участв

в опер в опер

Код операции определяет наименование операции, исполняемой компьютером. Обычно команда представляется в следующем виде:

Это выражение определяет структуру команды. КО указывает на одну из 2 команд. Адреса А_1,,…А_к являются адресами операндов. Основные команды реализуются в следующем виде:

[А₁]*[А₂][А₃]

Содержимое ячеек [А₁][А₂][А₃]

Операция, определяемая КО *

Операция присваивания 

При использовании операции перехода, в адресной части которой указываются адреса последующих команд. Выбор направления перехода определяется признаком результата:

Положительный или отрицательный результат. Чаще всего тип команды и тип данных неотделимы друг от друга и имеют вид двоичного слова:

Процесс вычисления по заданной программе состоит в последовательном выполнении команд.

Первая выполняемая команда задана начальным адресом. Адрес следующей команды однозначно определяется в процессе текущей команды. А, А+1, А+2,…………

Команда перехода определяет адрес следующей команды принудительно.