5. Считывание содержимое слова в регистр центрального процессора.

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 4

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

6. Выполнение команды,

7. Переход к шагу 1, чтобы начать выполнение следующей команды.

Такая последовательность шагов (выборка — декодирование — выполнение) является основой работы всех компьютеров.

Алгоритм работы центрального процессора всегда можно представить в виде про­граммы. А это

означает, что программа не обязательно должна выпол­няться реальным процессором (устройством).

Такой алгоритм может реализовываться некоторой программой, выполняемой на другом процессоре. Та­кая программа называется интерпретатором (интерпретация – перевод на другой язык)

Интерпретатор реализует команды процессора с помощью более мелкие элементарных микрокоманд другого процессора.

В резуль­тате машина, предназначенная для выполнения интерпретатора, может быть го­раздо проще и дешевле, чем процессор, выполняющий программы без интерпретации (на аппаратном уровне).

Это важно при большом количестве сложных команд с различными параметрами.

Первые компьютеры поддерживали небольшое количество простых команд. Более мощные компьютеры имеют сложные в реализации команды. (Например: выполнение операций с плавающей точкой, обеспечение прямого доступа к элементам массива и т. п.)

При наличии сложных команд программы выполняются быстрее, хотя выполнение каждой отдельной команды занимает больше времени.

Если обнаруживалось, что пара тех или иных команд часто выполняется после­довательно, вводилась новая команда, заменяющая эти две.

Таким образом, у дорогих компью­теров было гораздо больше команд, чем у дешевых.

Требования совместимости программ привело к тому, что сложные команды стали использоваться и в дешевых компьютерах. Характеристикой такой совместимости является понятие архитектура команд процессора.

Семейство компьютеров, отличающихся производительностью и стоимостью, но имеющих единую архитектуру команд, должны обеспечивать выполнение одних и тех же программ.

Способом обеспечения такого свойства стала интерпретация.

Пример. Архитектура System/360 (IBM) — семейство совместимых компьютеров, различающихся по цене и производительности. Аппаратное обес­печение, позволяющее работать без интерпретации, использовалось только в са­мых дорогих моделях.

Метод интерпретации имеет следующие достоинства:

• возможность исправлять неправильно выполненные команды или даже ком­пенсировать ошибки аппаратного обеспечения;
• возможность добавлять новые команды при минимальных затратах, при­чем при необходимости уже после покупки компьютера;
• возможность (благодаря структурированной организации) разработки, про­верки и документирования сложных команд.

Широкое применение подхода интерпретации привело к появлению понятия RISC - архитектура (Reduced Instruction Set Computer — компьютер с сокращенным набором команд) Такие ЭВМ имели около 50 быстрых команд.

Архитектура ЭВМ использующая только аппаратное выполнение команд процессором получила наименование CISC (Complex Instruction Set Compu­ter — компьютер с полным набором команд). (200-300 команд)

ПАРАЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСИТЕМЫ

Повышение производительности ЭВМ приближается к физическим пределам. Время переключения электронных схем достигло долей наносекунд, а скорость распространения сигналов в проводниках физически ограничена значением 30см/нс (скорость света). Поэтому уменьшение времени переключения схем не позволяет существенно повысить производительность ЭВМ.

Альтернативным путем повышения производительности в настоявшее время является реализация принципа параллелизма устройств обработки информации и создания многомашинных и многопроцессорных (мультипроцессорных) ВС.

Второй причиной создания таких систем является необходимость решения проблемы обеспечения высокой надежности и готовности ВС, особенно работающих в системах реального времени.

Известный специалист М.ФЛИН выделил всего две причины порождающие вычислительный параллелизм:

- независимость потоков команд, одновременно существующих в системе

- несвязность данных, обрабатываемых в одном потоке команд.

Наиболее признанной классификацией программного параллелизма считается классификация предложенная П.ТРЕЛИВЕНОМ из университета Ньюкастела.

Если совместить такое ранжирование с категориями Флина "параллельные потоки команд" и " параллельные потоки данных", то можно заметить, что параллелизм первых трех уровней достигается за счет множества независимых командных потоков, а параллелизм последних трех градаций – главным образом за счет несвязных потоков данных.