Архитектура ПК на ассемблерном уровне

Сравним параметры классов современных ЭВМ (таблица)

Параметр	Супер ЭВМ	Большие ЭВМ	Малые ЭВМ	Микро ЭВМ
Производительность, MIPS	1000-100000	10-1000	1-100	1-100
Емкость ОЗУ, Мб	2000-10000	64-10000	4-512	4-256
Емкость ВЗУ, Гб	500-5000	50-1000	2-100	0,5-10
Разрядность, бит	64-128	32-64	16-64	16-64

Большие ЭВМ

Исторически первыми появились большие ЭВМ. Электронная база – от электрических ламп до МП. Первая большая ЭВМ ЭНИАК (Electronic Numerical Integrator and Computer) была создана в 1946 году, весила 50 тон; несколько сотен операций/сек; ОП – 20 чисел; занимала зал площадью 100 кв.м.

MainFrame

Основные направления применения – решение научно-технических задач, работа в ВС с пакетной обработкой информации, работа с большими БД, управление вычислительными сетями и их ресурсами.

IBM 360; IBM 370

EC ЭВМ

Современные: IBM 390;

IBM 43xx; IBM ES/9000.

Enterprise System – система масштаба предприятия. Японские М 1800 фирмы Fujutsu. На MainFrame’ах находится около 70 % компьютерной информации. В Чебоксарах – Химпром; ЧЗПТ и др. предприятия.

Малые ЭВМ (мини ЭВМ) появились в 70-х годах – для управления технологическими процессами УВК, в САПР и др. Успехи в развитии электронной базы и архитектуры привели к появлению супермини-ЭВМ по архитектуре, размерам и стоимости – класс малых ЭВМ, по производительности сравнимы с большой ЭВМ на базе микропроцессорных наборов ИС. Родоначальник – PДР – 11 фирмы DEC (cм. ЭВМ) СМ-1420. В настоящее время это семейство включает модели от VAX-11 до VAX-3600; VAX – 8xxx, 8250; 8820, супермини VAX-9xxx (9410,9430)

Микро ЭВМ

Изобретение в конце 70-х годов МП привело к появлению микро ЭВМ. Именно наличие МП служило первоначально определяющим признаком микро ЭВМ. Сейчас МП используются во всех без исключения классах ЭВМ.

WorkStation – мощные однопроцессорные микро ЭВМ для выполнения определенного вида работ (графических, инженерных, издательских и др)

Server – мощные многопользовательские МЭВМ в Выч.сетях, выделенные для обработки запросов от всех станций сети, файл-сервер, почтовый сервер, сервер печати.

ПК – требования общедоступности и универсальности применения;

стоимость – индивидуальная покупка; автономность эксплуатации и дружественность ОС и др. ПО.

IBM PC; Apple Macintosh; DEC, Spectrum (Великобритания)

По конструктивным особенностям ПК делятся на стационарные (настольные – быстро развивающийся класс ПК) и переносные:

· портативные – LapTop – 5-10 кг.

· блокноты – Notebook – до 1,5 кг

· карманные – PalmTop до 0,3

· электронные секретари – Assistant – спец. ПО – 0,25 – 0,5

· электронные записные книжки – органайзеры, калькуляторы, переводчики - до 0,2. Питание от аккумуляторов.

Супер ЭВМ – мощные многопроцессорные ВМ с быстродействием десятки миллиардов оп/сек. На одном МП при современной технологии такую ЭВМ создать нельзя. Поэтому супер ЭВМ создаются в виде параллельных многопроцессорных ВС.

В супер ЭВМ используются все 3 вида архитектуры, а также их разновидности параллельно-конвеерные MMISD, параллельно-векторные MSIMD (наиболее часто)

Первая супер ЭВМ была задумана в 1980 году и создана в 1872 году ILLIAC IV с производительностью 20 MFLOPS, начиная с 1974 года лидерство в разработке супер ЭВМ захватила фирма Cray Rescaron, выпустившая ЭВМ Cray1 в 1984 году, Cray2.

2000 MFLOPS: ОЗУ – 2 Гбайта (критерий – каждому MFLOPS 1 Мбайт ОЗУ)

В настоящее время в мире насчитывается несколько тысяч супер ЭВМ. (на 90-е годы: всей ЭВМ – 150 млн. штук, 90% - ПК, из них 75% типа IBM PC) Среди лучших супер ЭВМ – есть и отечественные.

Тенденции развития ЭВМ – расширение сфер применения ЭВМ, переход от отдельных машин к их системам. Территориальные сети ориентированы не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные услуги: электронную почту, информационные справочные системы.

15.Регистры микропроц Intel Pentium

К пользовательск регист. Которые программист может использ при напис своих программотносятся:

1) 8 32-битных регистров (Регист общ назнач), которые могут использоваться программистами для хранения данных и адресов

eax/ax/ah/al;

ebx/bx/bh/bl;

edx/dx/dh/dl;

ecx/cx/ch/cl;

ebp/bp;

esi/si;

edi/di;

esp/sp.

2) 6 регистров сегментов: cs, ds, ss, es, fs, gs;

3)регистры состояния и управления:

(регистр флагов eflags/flags;

регистр указателя команды eip/ip).

Кажд из регист общего назнач выполн специальн функции

(E)AX-аккомулятор (использ по умолч в комманд *,/, ввод/вывод данных через AL и AX)

(E)BX-рег базы (использ в качестве косвенного адреса и базов адресации)

(Е)СХ – рег счетчик (использ по умолч в организ циклов LOOP и REP – префикс повтор комман)

(Е)DX – рег данных (использ в качестве расшир акком при выполн * и /)

(E)SI,(E)DI – рег адресации (ESI (Source Index register) — индекс источника. EDI (Destination Index register) — индекс приемника (получателя)).

(E)BP – eукаатель базы(использ в качест косвен адреса при базов адресации, предназначен для организации произвольного доступа к данным внутри стека)

(E)SP – указат стека (по умолчан адрес вершины стека)

Сегментные регистры

16-разрядные регистры

CS	Сегментный регистр кода
DS	Сегментный регистр данных
SS	Сегментный регистр стека
ES	Дополнит сегментн рег данных
FS
GS

Сегмент кода. Содержит команды программы. Для доступа к этому сегменту служит регистр cs..

Сегмент данных. Содержит обрабатываемые программой данные. Для доступа к этому сегменту служит регистр ds

Сегмент стека. Этот сегмент представляет собой область памяти, называемую стеком. Для доступа к этому сегменту служит регистр ss

Дополнительный сегмент данных.

Если программе недостаточно одного сегмента данных, то она имеет возможность использовать еще три дополнительных сегмента данных. Но в отличие от основного сегмента данных, адрес которого содержится в сегментном регистре ds, при использовании дополнительных сегментов данных их адреса требуется указывать явно с помощью специальных префиксов переопределения сегментов в команде.

Каждый из сегментн рег сод базов сегментный адрес вырожд на границе равн 16, т.е. приписыв 0000 слева

Регистры состояния и управления

В микропр-р включены несколько регистров которые постоянно содержат информ о состоянии как самого микропр-ра, так и программы, команды которой в данный момент загружены на конвейер. К этим регистрам относятся: регистр флагов eflags/flags;

регистр указателя команды eip/ip.

Используя эти регистры, можно получать информацию о результатах выполнения команд и влиять на состояние самого микропроцессора.

eip/ip (Instraction Pointer register) — регистр-указатель команд. содержит смещение следующей подлежащей выполнению команды относительно содержимого сегментного регистра cs в текущем сегменте команд. (СS*16+IP (20 разр)) Этот регистр непосредственно недоступен программисту, но загрузка и изменение его значения производятся различными командами управления, к которым относятся команды условных и безусловных переходов, вызова процедур и возврата из процедур. Возникновение прерываний также приводит к модификации регистра eip/ip.

eflags/flags (flag register) - регистр флагов (32/16 бит). Младшая часть этого регистра полностью аналогична регистру flags для i8086.

Все флаги разбив на 2 группы 1)арифметич; 2)управляющие

Арифметич флаги устан в результ выполн операц в АЛУ, управляющ флаги задаю те или иные режимы процессора

TF- флаг трассировки, флаг пошагового режима работы, если TF=1 то после выполн кажд процед выполн отладочное прерыван типа 1

IF – флаг прерывания, предназн для разрешения или запрещения (маскирования) аппаратных прерываний (прерываний по входу INTR). Если IF=1, то разреш прерыв запросы котор поступ на вход INTR

DF – флаг направления использ в строковых командах

IOPL – флаг привилегий, ограничив команды ввода/вывода

NT – флаг вложенности задачи (при мультизадач)

Дата добавления: 2014-01-06