Шпаргалка: Командный цикл процессора

Аппаратура компьютера в любой момент времени выполняет одновременно более одной базовой операции. Два вида совмещения:

- параллелизм (аппаратная структура воспроизводится в нескольких копиях);

- конвейеризация (конвейерная обработка) – архитектурное решение, способ организации процесса обработки команд, основанный на совмещении во времени отдельных этапов рабочего цикла.

Принцип конвейеризации:

- подлежащая исполнению функция делится на более мелкие части (этапы, стадии, ступени);

- для каждого этапа выделяется отдельный блок аппаратуры;

- данные передаются от одного этапа к следующему;

- этапы выполнения разных команд совмещаются.

Способы синхронизации ступеней конвейера:

1. Синхронный конвейер - характерен для традиционных компьютеров: синхронный характер работы процессора; короткие тракты распространения сигналов синхронизации (перекос сигналов не существенен).

2. Асинхронный конвейер

Условия применения:

- длительности временных интервалов отдельных ступеней конвейера зависят от типа команды и вида операндов;

- связь между ступенями не сильна;

- длина сигнальных трактов между разными ступенями сильно рознится;

Что означает понятие RISC?

RISC – Reduced Instruction Set Architecture. Компьютер с сокращенным форматом команд.

RISC - Reduced (Restricted) Instruction Set Computer - процессоры (компьютеры) с сокращенной системой команд. Эти процессоры обычно имеют набор однородных регистров универсального назначения; их система команд отличается относительной простотой. В результате аппаратная реализация такой архитектуры позволяет с небольшими затратами выполнять эти инструкции за минимальное (в пределе 1) число тактов синхронизации.

4. Перечислите характеристики RISC?

Для улучшения эффективности было решено упростить архитектуру компьютера – так появилась RISC-архитектура. Концепции:

- выполнение по крайней мере, 75% команд за один машинный цикл;

- устройство управления с «жесткой» логикой;

- стандартная однословная длина всех команд:

равна естественной длине слова и ширине шины данных;

допускает унифицированную поточную обработку всех команд;

- малое число команд (не более 128);

- малое количество форматов команд (не более 4);

- малое число способов адресации (не более 4; отсутствие косвенной адресации памяти);

- доступ к памяти только посредством команд «Чтение» и «Запись»;