Архитектура ЭВМ




НазваниеАрхитектура ЭВМ
Дата публикации17.10.2016
Размер9.76 Kb.
ТипДокументы
Краткая информация об архитектуре ЭВМ (на учебных моделях ЭВМ) в задачах на двоичное кодирование информации.
Архитектура ЭВМ — описание устройства и функцио­нирования ЭВМ без подробностей технической реали­зации. В понятие архитектуры входит: описание состава основных функциональных узлов и их информационного взаимодействия; описание способов представления инфор­мации в компьютере; описание структуры процессора и языка машинных команд.

Машина Неймана — архитектура ЭВМ, предложенная аме­риканским ученым Джоном фон Нейманом в 1946 году. Ос­новные принципы включают:

  • состав устройств однопроцессорной ЭВМ;

  • использование двоичной системы счисления в машинной арифметике;

  • адресуемость памяти ЭВМ;

  • хранение данных и программ в общей памяти ЭВМ (оперативная память);

  • состав системы команд процессора.

Принципы архитектуры Неймана во многом сохраняются в современных ЭВМ.
В следующем материале, исключительно в учебных целях, речь идет о теоретически возможной структуре команд процессора.

^ Машинная программа —последовательность машинных команд.

Принцип хранимой программы (принцип Неймана): во время исполнения программа хранится в оперативной памяти вместе с данными. Каждая команда программы занимает ячейку памяти и имеет свой адрес (адрес ячейки).

^ Формат команды. Допустим, что для всякого процессора машинная ко­манда имеет стандартный формат и строго фиксированную длину. Команда состоит из кода операции и адресной части. Код операции определяет действие, которое должен выполнить процессор; адресная часть содержит адреса величин, хранящихся в оперативной памяти, над кото­рыми должна быть произведена эта операция.

КОМАНДА

Код операции

Адреса величин


В зависимости от структуры адресной части команды, про­цессоры делятся на трехадресные, двухадресные, одноадресные и безадресные (стековые). На следующем рисунке показан формат трехадресной команды.

КОМАНДА

Код

операции

Адрес

первого

аргумента

Адрес

второго

аргумента

Адрес

результата


^ Длина команды. Длина кода операции зависит от числа операций, входящих в систему команд компьютера. Так код операции длиной в 4 бита позволяет хранить коды до 16 (24) различных команд (с двоичными кодами от 0000 до 1111).

Таким образом, длина кода операции в битах (т.е. в двоичных разрядах) может быть вычислена как округленный в большую сторону до целого LOG2(x), где x- количество операций, входящих в систему команд процессора.

В трех- (двух-) адресной машине длины полей всех адресов одинаковы, поэтому общую длину команды (в битах) можно определить по формуле:

d = k + n х а,

где к — длина поля кода операций, n — количество адресов в адресной части (n = 1, 2, 3), а — длина поля адресной части (в битах). Очевидно, в этом случае размеры адресуемого про­странства, а точнее максимальное количество адресуемых ячеек оперативной памяти опреде­ляются формулой: 2а.

Задачи смотри на следующей странице.

^ ОБРАТИТЬ ВНИМАНИЕ НА две ЗАДАЧИ СТРАНИЦЫ 3!
№1 Какова оптимальная длина поля кода операций (в битах) для компьютера, система машинных команд которого состоит из: 1) 10 команд; 2) 20 команд; 3) 40 команд; 4) 80 команд?

№2 Какое максимальное количество машинных команд может со­держать система команд компьютера, если длина поля кода операции в формате его машинных команд составляет: 1)3 бита; 2) 4 бита; 3) 6 бит; 4) 1 байт?

№ 3

Каков размер адресуемой памяти компьютера (в ячейках),

если длина адресного поля равна:

1)6 бит; 2) 1 байт; 3) 12 бит; 4) 2 байта?

№ 4

Какова длина адресного поля компьютера (в битах), если раз­мер его адресуемой памяти составляет: 1) 8 ячеек; 2) 64 ячейки; 3) 256 ячеек; 4) 4096 ячеек?

№ 5

Какова длина машинной команды компьютера (в битах), если длина поля кода операций 4 бита и

  1. длина адресной части 6 бит, процессор — двухадресный;

  2. длина адресной части 1 байт, процессор — одноадресный;

  3. размер адресуемой памяти 256 ячеек, процессор — одноад­ресный;

  4. размер адресуемой памяти 16 ячеек, процессор — трехадреСНЫЙ?

№ 6 Какова длина машинной команды (в битах), если размер адре­суемой памяти составляет 1024 ячейки и

  1. процессор — двухадресный, число машинных команд в сис­теме команд не может превышать 50;

  2. длина поля кода операций 1 байт, процессор — трехадресный;

  3. длина поля кода операций 4 бита, процессор — одноадресный;

  4. процессор — одноадресный, число машинных команд в системе команд не может превышать 16?

№ 7 Длина машинной команды составляет 2 байта, размер поля кода операций — 4 бита, определить:

  1. размер адресуемой памяти, если процессор двухадресный;

  2. размер адресуемой памяти, если процессор трехадресный;

  3. количество адресов в команде, если размер адресуемой па­мяти 16 ячеек;

  4. количество адресов в команде, если длина адресного поля составляет 6 битов.


№8 Определить общий объем памяти компьютера (в байтах) при условии, что размер ячейки памяти равен длине команды и

  1. длина поля кода операций 4 бита, длина адресного поля 4 бита, процессор — трехадресный;

  2. длина поля кода операций 1 байт, длина адресного поля 1
    байт, процессор — трехадресный;

  3. длина поля кода операций 4 бита, размер адресуемой памя­ти — 64 ячейки, процессор — двухадресный;

  4. длина поля кода операций 4 бита, длина адресного поля 4
    бита, процессор — одноадресный.


Предприятие выпускает продукцию различных наименований. Каждое изделие может окрашиваться в один из 16 цветов. Код готового изделия представляет собой последовательность нулей и единиц, состоящую из кода наименования изделия и из кода цвета, в который это изделие выкрашено.
а) Определить длину кода готового изделия, если предприятие выпускает 300 различных наименований продукции.

б) определить максимальное количество различных возможных наименований изделий, если 150 выписанных подряд кодов готовых изделий занимают 243,75 байт.

Похожие:

Архитектура ЭВМ icon1. Архитектура и принципы работы компьютера
Эвм – электронно-вычислительная машина, компьютер. Ещё в 1823 году Чарльз Бэббидж описал устройство механического компьютера, соответствующее...
Архитектура ЭВМ iconКонспект урока Общие сведения. Класс: 9 Раздел
Архитектура ЭВМ. Программное обеспечение (ПО). Операционная система (ОС)
Архитектура ЭВМ iconКурсовой проект по дисциплине «Организация эвм»
В связи с чем подготовка инженера-системотехника по специальности эвм, комплексы, системы и сети включает вопросы изучения методики...
Архитектура ЭВМ iconАрхитектура ЭВМ. Лекция 9
К. (Red, красный), g (Green, зеленый), в (Blue, си­ний). Эти цвета называются обыч­но первичными, поскольку путем сложения соответствующего...
Архитектура ЭВМ icon2 История и архитектура персональных компьютеров 201
Эвм. И то, что в современ­ном мире компьютеры можно встретить в офисах, школах, детских садах, квартирах, стало возможным благодаря...
Архитектура ЭВМ iconЛекция. Архитектура микропроцессора лекция. Архитектура микропроцессора
Потребитель, воспринимает мп как нечто цельное, имеющее внешние потребительские свойства, заложенные в его архитектуру
Архитектура ЭВМ iconТроичные ЭВМ “Сетунь” и “Сетунь 70”
Требовалось разработать малую эвм, простую в освоении и применениях, надежную, недорогую и вместе с тем эффективную в широком спектре...
Архитектура ЭВМ iconЛекция №16
Основным методом моделирования таких систем на ЭВМ является метод статистического моделирования, составляющий методологическую основу...
Архитектура ЭВМ iconПротоколы маршрутизации
Основная задача сетей транспортировка информации от эвм-отправителя к эвм-получателю. В большинстве случаев для этого нужно совершить...
Архитектура ЭВМ iconУчебно-методический комплекс 22 «устройство компьютера»
Современные ЭВМ бывают самыми разными: от больших, занимающих целый зал, до маленьких, помещающихся на столе, в портфеле и даже в...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
dopoln.ru
Главная страница