Перечислите функции центрального процессора

Перечислите классы машинных команд.

команда представляет собой отдельную инструкцию и предназначена для выполнения одной операции. Команда состоит из нескольких байтов информации (в персональных компьютерах от 2 до 4 байт), то есть разные команды могут иметь разную длину. Команды помещаются в оперативной памяти последовательно, одна за другой. Все машинные команды делятся на группы в зависимости от класса выполняемой ими операция. Именно

команда выполняет действие одного из следующих типов:

- перемещает блок информации из оперативной памяти в регистры процессора;

- перемещает блок информации из регистров процессора в оперативную память компьютера;

- получает блок информации извне через один из портов и помещает ее в регистр процессора;

- выводит блок информации из регистра процессора через один из портов во внешнюю среду;

- инициирует операцию вычисления, выполняемую процессором: операция совершается над величинами, хранящимися в регистрах процессора, и результат помещается в другие или те же регистры;

- оповещает процессор о некоторой нештатной ситуации, называемой прерыванием: по этой команде процессор прекращает выполнение текущей программы и запускает другую программу, которая должна работать в случае прерывания данного типа.

16) Где должный размещаться данные, с которыми работает компьютер?

В компьютере хранение данных и их обработка пространственно разделены. Устройство, предназначенное для хранения данных, называется памятью компьютера. Удобно делить память на три основных раздела: адресуемая память (которая и называется оперативной памятью), регистры процессора и ячейки ввода-вывода (последний раздел является условным, так как он просто отображает процессы обмена информации с внешней средой). Нули и единицы в устройствах оперативной памяти изображаются электрическими сигналами, и поэтому информация в оперативной памяти бесследно исчезает при выключении питания. Для увеличения быстродействия данные перед непосредственным вычислением перемещаются из оперативной памяти в специальные ячейки, называемые регистрами процессора. Этих регистров несколько десятков и они выполняют различные функции.

17) Для чего нужен генератор тактовьх импульсов?

Все арифметические и логические операции совершаются непосредственно процессором над величинами, которые находятся в регистрах процессора. Эти операции фактически состоят из большого числа более мелких элементарных операций, каждая из которых производится над содержимым одного из разрядов одного из регистров. Многие из этих операций совершаются процессором параллельно), есть одновременно). Для этого в компьютерах используется генератор тактовых импульсов, который синхронизирует работу различных частей компьютера.

18)— 20) Каков механизм выбора процессором очередности выполняемых машинных команд? Зачем нужны команды условного перехода и как они управляют процессом выполнения программы?

В большинстве случаев машинные команды программы выполняются по очереди, в том порядке, в котором они расположены в оперативной памяти. Однако имеется возможность изменить этот порядок. Для этого в систему команд добавлены команды безусловного и условного перехода. Команда безусловного перехода засылает в адресный регистр некоторое значение, заданное заранее или вычисленное в результате выполнения программы. В этом случае согласно той схеме, которая была изложена выше, следующей будет выполняться команда, лежащая по указанному адресу. Команда условного перехода также может заслать в адресный регистр новое значение, но это происходит только в том случае, если некоторый вспомогательный флажок, содержащийся в процессора, будет установлен в единицу. Значение этого флажка является результатом выполнения предыдущих команд программы. Если же флажок установлен в нуль, то адресный регистр не изменится и очередной будет команда, непосредственно следующая за предыдущей в оперативной памяти компьютера. Команды условного перехода позволяют компьютеру сделать выбор между возможными продолжениями работы программы в зависимости от результатов предыдущих вычислений.

21) Что такое шина компьютера и из чего она состоит?

Перемещение информации между оперативной памятью и процессором и между оперативной памятью и портами происходит по системе соединений, которая называются шиной данных для увеличения скорости передачи биты информации передаются одновременно по нескольким линиям шины. Количество линий называется разрядностью шины. В персональных компьютерах используются 32-разрядвые и 64-разрядные шины данных. По первой одновременно идет 4 байта информации, по второй — 8 байтов. Однако для правильной организации работы компьютера процессор и память должны обмениваться не только данными, но и управляющими сигналами. Для этого в компьютере предусмотрены кроме шины данных еще две шины: шина адреса и шина управления (на самом деле есть еще шины питания по которым на все устройства компьютера подается питание). Шина адреса нужна для того, чтобы локализовать те ячейки оперативной памяти или те порты ввода- вывода, которые должны непосредственно участвовать в операции. Управляющие сигналы, необходимые для правильного выполнения операции, посылаются по шине управления.

22) В чем разница между шиной и общей шиной?

Между собой все устройства компьютера соединяются шинами (см. вопрос 21). В миникомпьютерах все внешние устройства подсоединены к единому каналу связи, который называется общей шиной.

23) Что такое разрядность шины и на что она влияет?

Для увеличения скорости передачи биты информации передаются одновременно по нескольким линиям шины. Количество линий и называется разрядностью шины. В персональных компьютерах используются 32-разрядыые и 64-разрядные шины данных. По первой одновременно идет 4 байта информации, по второй —8 байтов.

24) Как связаны объем оперативной памяти и разрядность адресной шины? Для характеристики компьютера очень важна разрядность шины адреса. Например, у прежних персональных компьютеров использовалась 20-разрядвая шина адреса. Максимальный адрес, который можно послать по такой шине, равен 2²⁰ - 1=1М6, то есть байту оперативной памяти с адресом большим 1М6 предписание по шине адреса отправить невозможно. В таких компьютерах объем оперативной памяти принципиально не мог быть больше 1 Мб. В процессорах этих компьютеров использовалась специальная система определения адреса, ориентированная на такое ограничение. В результате все программы, написанные в то время, предусматривали адреса до 1М6. Современные персональные компьютеры включают З2-разрядную шину адреса. При такой шине максимальный объем оперативной памяти равен 2³²=4Гб.

25) Почему оперативная память электрическая, а не магнитная?

От быстродействия оперативной памяти, которое измеряется временем процессов перемещения информации из оперативной памяти в процессор и обратно, напрямую зависит быстродействие всего компьютера, поэтому одним из основных направлений в развитии вычислительной техники является повышение быстродействия оперативной памяти. Технически оперативная память устроена таким образом, что при выключении электрического питания информация в ячейках оперативной памяти стирается. Таким образом, оперативная память электрическая, что ускоряет обмен информации с процессором. В выключенном компьютере информация хранится на внешних магнитных носителях информации, а при выключении компьютера необходимые данные переписываются с этих внешних носителей в оперативную память.

26) Что такое идеология открытых систем при конструировании компьютеров?

Современные компьютеры конструируются на основе идеологии открытых систем. Согласно этой идеологии отдельные устройства, составляющие компьютер, достаточно независимы друг от друга, могут иметь различную конструкцию и выпускаться различными фирмами. Однако они должны удовлетворять строгим предписаниям, касающимся взаимодействия друг с другом. Эти предписания, относятся как к техническим характеристикам устройств (например, величина напряжения на выходных контактах, форма и количество контактов в разъеме), так и содержания сигналов, которыми обмениваются устройства компьютера.

Центральный процессор - это то устройство компьютера, которое выполняет обработку информации в соответствии с заложенной в нем программой. Программа находится в оперативной памяти и состоит из отдельных команд, понятных для процессора. В каждой команде содержатся сведения о том, откуда взять исходные данные, какую операцию над ними выполнять и куда поместить результат. Процессор выполняет следующие функции:

- чтение и дешифрацию команд из оперативной памяти;

- чтение данных из оперативной памяти и портов ввода — вывода;

- запись данных в оперативную память или их пересылка в порты ввода — вывода;

- прием и обработку запросов и команд от адаптеров внешних устройств;

- выработку управляющих сигналов для всех прочих устройств компьютера.

Дата добавления: 2015-04-24