Головна

Вступ | | Подання інформації в обчислювальних системах | Числа в формі з фіксованою точкою. | Числа в формі з плаваючою крапкою | Розміщення числових даних в пам'яті | символьна інформація | Відеоінформація | Додатковий код. | Модифіковані коди. |

Приклад сучасної багаторівневої обчислювальної машини з шістьма рівнями

  1. I I. Орієнтовна тематика курсових робіт
  2. I. 5. Сформулюйте принцип суперпозиції для вектора. Наведіть приклади.
  3. I. Приблизний перелік питань для підготовки до іспиту
  4. II. 17. Поясніть, чому прилад називається тангенс-гальванометром? Поясніть на прикладі тангенс-гальванометра принцип суперпозиції магнітних полів. Виведіть розрахункову формулу.
  5. II. Приклад розрахунків оцінки ефективності роботи лікаря педіатра дільничного
  6. II. Приклади бібліографічного опису книг

Розглянемо приклад шестирівневої обчислювальної машини (рис.1.2).

       
   
 
 рівень 5
 


 рівень 4
 Рівень мови Асемблер

Рівень мови Асемблер

       
   
 
 
 Мал. 1.2. Комп'ютер з шістьма рівнями. Спосіб підтримки кожного рівня вказаний під ним, назва підтримуючої програми зазначено в дужках.


рівень 0 - Апаратне забезпечення машини. Його електронні схеми виконують програми, написані на мові рівня 1. На цьому, цифровому логічному рівні, Об'єкти називаються вентилями. Вентиль обчислює прості функції вхідних даних (І, АБО, НЕ). Кожен вентиль формується з декількох транзисторів. Кілька вентилів формують один біт пам'яті, який містить 0 або 1. Біти пам'яті, об'єднані в

групи (наприклад, по 16, 32, 64), формують регістри. Кожен регістр може містити одне двійкове число до певної межі.

рівень 1 - Мікроархітектурнимі рівень. На цьому рівні сукупності 8 або 32 регістрів формують локальну пам'ять і схему, звану АЛП (арифметико-логічний пристрій). АЛУ виконує прості арифметичні операції. Регістри разом з АЛП формують тракт даних, По якому надходять дані. Основна операція тракту даних полягає у виборі одного або двох регістрів, далі АЛУ виробляє над ними необхідну операцію (наприклад: додавання чи зрушення), результат поміщається в один з цих регістрів. Тракт даних контролюється або апаратними засобами, Або особливою програмою, званої мікропрограмою. Ця програма є інтерпретатором для команд на рівні 2.

Мікропрограма викликає команди з пам'яті і виконує їх одну за одною, використовуючи при цьому тракт даних. Наприклад, для виконання команди ADD потрібно викликати команду з пам'яті, помістити на регістри її операнди, в АЛУ обчислити суму і результат записати в пам'ять або залишити на регістрі.

На комп'ютері з апаратним контролем тракту даних відбувається така ж процедура, але при цьому немає програми, яка контролює інтерпретацію команд рівня 2.

інтерпретація: Кожна команда, написана на мові вищого рівня, розглядається як набір команд мови більш низького рівня, який виконується відразу з читання команди з черги.

трансляція: Кожна команда мови вищого рівня замінюється на еквівалентний набір команд мови більш низького рівня, при цьому створюється нова програма, яку буде виконувати комп'ютер.

рівень 2 - Рівень архітектури системи команд. Кожен виробник публікує керівництво для продаваних комп'ютерів. У керівництві міститься інформація про набір машинних команд, які виконуються мікропрограмою - інтерпретатором або апаратним забезпеченням, якщо виробник постачає два інтерпретатора для однієї машини, то він повинен видати два керівництва по машинному мові, окремо для кожного інтерпретатора.

рівень 3 - Рівень операційної системи. Більшість команд в його мові збігаються з командами рівня 2 (вони виконуються мікропрограмою або апаратним забезпеченням рівня 2), але з'являються деякі додаткові особливості, що розширюють можливості програміста по управлінню роботою окремими елементами комп'ютера. Нові засоби, що з'явилися на рівні 3, виконуються інтерпретатором рівня 2.

Операційна система: Комплекс взаємопов'язаних системних програм, призначення якого - організація взаємодії користувача з комп'ютером і виконання всіх інших програм.

Нижні три рівня призначені для роботи системних програмістів, що спеціалізуються на розробці і побудові нових віртуальних машин. Рівні з 4 і вище призначені для прикладних програмістів, які вирішують конкретні завдання.

Рівні 2 і 3 зазвичай інтерпретуються, їх машинні мови цифрові. Рівні 4 і вище підтримуються трансляторами, мови містять слова і скорочення зрозумілі людині.

рівень 4 - Символічна форма однієї з мов нижчого рівня. На цьому рівні можна писати програми в прийнятній для людини формі. Програми цього рівня спочатку транслюються на мову рівня 1, 2 або 3, а потім інтерпретуються відповідною віртуальною або фактично існуючої машиною. Програма, що виконує трансляцію, називається ассемблером.

рівень 5 - Мови високого рівня. Даний рівень зазвичай складається з мов, розроблених для прикладних програмістів. Транслятори, які обробляють ці програми, називаються компіляторами. Для деяких мов (наприклад, мова Java) використовується метод інтерпретації.

висновок: комп'ютер проектується як ієрархічна структура рівнів, кожен з яких надбудовується над попереднім.

Набір типів даних, операцій і особливостей кожного рівня називається архітектурою комп'ютера. Архітектура визначає ряд аспектів написання програм, видимих ??на рівні програміста (наприклад, обсяг використовуваної пам'яті, набір команд, моделі пам'яті і т.д.).



Багаторівнева комп'ютерна організація. | Структури обчислювальних машин
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати