Шпаргалка по "Программированию и компьютеру"

15.назн-е,класс-я,  осн.хар-ки проц-в   ЭВМ. Структ.орган-ия  проц-ов. Проц-р –осн.вычислит-й блок компа. Сост:1)устр-во управл-я с интерфейсом проц-ра(система сопряжения и связи проц-ра с др.узлами машины); 2)АЛУ;3)проц-ая  память.проц-р в компе не 1:собств.проц-ом снабж видеоплата, звуковая плата,ВУ (принтер).осн.отлич. ЦП-универс-ть. Люб. проц-р сост. из  мн-ва отдельн.эл-в: транзисторов, соед-х металл .контактами. с логич. т/з проц-р сост. из мн-ва обрабат-х инф-ю ячеек-регистров (м. хранить от 1до 8 байт инф-ии).адресные и сегментные рег-ры. общается проц-р с др. устр-ми компа с пом-ю спец. скоростн.магист-и-ШИНЫ. ШД-передача инф-ии от проц-ра к др.устрой-м компа,в т/ч ОП .ША-опр-т диапазон адресов памяти, кот исп-т проц-р.На проц-м кристалле н-ся:1) ядро проц-ра-главное выч.устр (обраб-ка всех поступивших дан-х)2)сопроц-р-доп.юлок для самых слож-х матем-х вычисл-й(графика,мультимедия)3)кэш-память. Буф-я п.-накоп-ль дан-х.исп-ся 2вида К-П:1-го ур-ня-небольшая (неск. десят-в Кб) сверхбыстр.;2-го ур-ня - от 128Кб до 2Мб. семейства Intel; Motorola;VIA ; Cyrix; AMD. покол-я и модиф-я:8088,268, 368, 468, pentium1, p-m2. p-m3, p-m4, core2 duo.мод-я: 1-офисная(у intel-Celeron,AMD-Senpron) 2-домашняя(AMD x2 64; Pentium D) 3-игровые; 4-мобильные (для ноутов) 5-серврные. ХАР-КИ: тактовая ч-та-кол-во элем-х операц.в сек.(↑↑ за счет сжатия транзисторов); кол-во проц-в (ядер); разрядность-max кол-во бит инф-ии, кот.м-т обрабат-ся и передав-ся проц-м одновременно (3б,64-битные) Индекс(маркировка); форм-фактор –тип корпуса; частота ш.; размер К-П в эту встроен-ю память проц-р помещ-т все,часто использ-ые данные; доп-е возм-ти-влияют на скорость обраб-й инф-ии (мультим-ые ком-ы)intel(SSE,SSE2), AMD(3D Now).Функц HYPERTHREADING позв-т проц-ру раб-ть с 2 потоками д-х одновр.

16. алг-м функцион-ия  проц-ра (осн. стадии  выполн-я проги)  Проц-р – функцион-ая часть ЭВМ, автомат-ки вып-щая опер-ии обраб-ки данных в соответствии с пргой реш-ия з-чи. Ком-да-машинное слово, опред-ой разряд-ти, зад-щие действие ЭВМ по выполн-ю конкретной опер-ии. Сотсавные части - группы бит-поля. Осн. явл-ся операц-ая часть (КОП) и адресная часть. Вар-ты стр-ры ком-д:КОП – двоичный код опер-ии;  ПА – признак адресации; А1-А3 – адреса операндов или сами ком-ды. Осн-е хар-ки проц-ра:1. Быстродействие 2.принцип упр-ия 3сис-ма ком-д и сп-бы адресации  4.форматы данных и сп-бы представл-я чисел  5.разрядн-ть ША, ШД, и РОНов.Алг-м функцион-ия проц-ра:1.вычисл-е адреса ком-ды 2.выботка ком-ды из ЗУ  3.дешифрация ком-ды  4.вычисл-е адресов операндов  5.выборка операндов  6.выполн-е опер-ии  7.запись рез-та.

17.сп-бы  адресации. сис-ма  ком-д.  способ  адресации –  опред-ет порядок выч-ий испол-го адреса операнда на основе инф-ии имею-ся в адрес-й части.1)непосредст-я –в ком-де нах-ся сам операнд;2)прямая-в ком-де указан адрес опер-да 3)косвенная-в ком-де адрес адреса операнда .4)адрес-я со смещ-ем- в ком-де указан адрес опер-да, смещ-й ортносит-но начала прогарм-го модуля или массива данных. 5)неявная-адр. оперенда в ком-е не указ.,но он подразум-ся кодом опер-ии.Адр-ия яч. осн.пам.. ОТНОСИТ-Я: абсолют-й адр.=адр. исполнит-ый+адр.сегментный.СТЕКОВАЯ: доступ к яч.пам. не произвольно а по прин-у: последн.запис-й операнд счит-ся первым(FILO).    Ком-да – машинное слово, опред-ой разряд-ти, зад-щие действие ЭВМ по выполн-ю конкретной опер-ии. Разн-ти: 1.3-хадресная–КОП,А1,А2, А3–А1,А2 адреса 1-го и 2-го операндов; А3–адрес рез-та 2. 2-хадресная -КОП, А1, А2-адреса 1-го и 2-го операндов;рез-т опер-ии помещ-ся на место одного из операндов3.одноадресные - КОП,А1- адрес 1-го операнда;2-ой операнд и рез-т размещ-ся в регистре–аккумуляторе4. безадресная – КОП

18.разновид-ти  устр-в упр-ия проц-ми.прин-п  микропрогр-ого упр-ия(МУ). УУ-выраб-т упр-щие с-лы,поступающ.по код-м шинам констр-ии во все блоки машины. сост:1регистр команд-располож.в интерф. части МП в блоке рег-ов ком-д;хранит код ком-ды. 2дешифр-р опер-й; 3.ПЗУ;4узел  формир-я адр-устр-во,выч-е полн.адр.яч.пам по реквизитам, поступ-им из рег-ра команд и рег-ов МПП;5кодовые ШД,ША и инстр-ий.УУ форм-т управл..с-лы для:-выборки из рег-ра IP адр. яч ОЗУ;2выбор из яч. ОЗУ кода очередн.ком-ды;3.расшиф-а кода операц.и призн-в выбр.ком-ды; 4.записьрез-в опер-ии в память;5 форм-е адр.след. ком-ды проги. вид иерархического управления работой цифровых вычислительных машин, при котором каждая Ком-да явл-ся обращ-ем к послед-ти т. н. микроком-д, обычно более низкого ур-ня, чем сама ком-да. Набор микроком-д наз-ся микропрограммой и обычно хран-ся в пост-й памяти ЦВМ, сост-щей неотъем-мую часть устр-ва упр-я. Записанные в памяти микроком-ды опред-т р-ту всех устр-в машины, выбирая в каждом такте нужные сов-ти элемен-х машин-х оп-ций, а послед-ть микроком-д обесп-ет выполн- заданной ком-ды.   Принципы:  1. любая оп-ция, реал-мая устр-вом, явл-ся послед-ю элемент-х действий – микрооп-ий; 2. для упр-я порядком след-я микрооп-ий исп-ся лог-е усл-я; 3. Проц-с выполн-я оп-ий в устр-ве опис-ся в форме алг-ма, предст-мого в терминах микрооп-ий и лог-х усл-й, наз-мого микропрограмм-й;  4. микропрограмма исп-тся как форма предст-я ф-ии устр-ва, на основе кот-й опред-ся стр-ра, и порядок функцион-я устр-ва во времени. ПМУ обесп-т гибкость микропроцесс-й с-мы и позв-ет осущ-ть проблемную ориентацию микро-и миниЭВМ.

19.микропроц-ры. назн-е, класс-я,  осн. хар-ки. МП- центральн. устр-во ПК,предназн.для управления работой всех блоков машины и для выполнения арифмет-хлог.операц над инф-й.СОСТАВ:1)устр-во упр-ия(УУ).2)АЛУ.3) микорпроц-ая пам.(МПП)-, МПП строится на регистрах для обеспеч-я ↑↑ быстродейств. машины.Регистры-быстродейст-ие яч.пам.различн. длины.4) интерфейс.5)порты в/в-ч/з них МП обменивается инф.с др. устр-ми.6)генератор тактовых имп-в-генерир-т послед-ть эл.имп-ов, частота кот-х опр-т тактовую частоту МП.функц.МП:1.вычисл-е адр. команд и операндов; 2дешифр-я ком-д из основной памяти(ОП);3выраб-ка д-х из ОП,регистров МПП и рег-ров адаптеров ВУ;4прием и обраб-ка запросов и команд от адаптеров на обслуж-е ВУ; 5обраб-ка д-х и запись их в ОП,МПП,ВУ;6выраб-ка управл-х сигн-в для узлов и бл-в ПК;7переход к след. команде.Осн.парам-ры: 1разряд-ть; 2раб.  тактовая частота; 3вид и размер кэш-пам.;4сост.констр-ии; 5эн. потреб-ие;6 раб.напряж-е.Разновид-ти МП:- типа CISC;-Over Drive;Pentium;P-m pro;P-m MMX,p-m 2;P-m3;P-m4;многоядерные МП

20. 16-разрядный  МП семейства ix86 отече-ой разраб-ки. Ан-з хар-к. Проц-р ix86 создан в 1978г. Хар-ки:1.производит-ть 0,33 MIPS; 2.адресуемая память 1Мб;  3. В составе 29 тыс транзист-в. Вся осн-ая память дел-ся на сегменты по 16х64 кбайт в каждом. Воп-мой проге в данный мом-т времени дост-но 4 сегмента: CS – кодовый сегмент; ОС – сегм-т данных; ES – допол-ый сегм-т данных; SS – сегм-т стека. Стек – спец-но организ-ая обл-ть ОП, в кот-ой запись и считыв-ие инф-ии провод-ся по принципу «последний вошел, 1-ый вышел» Группы регистров проц-ра: РОН – регистр общего назнач-ия. 2. Сегментные регистры (16-разрялный) CS – хранит адрес сегм-та кода; ОС- хранит адрес сеги-та данных; ES – хранит адрес допол-ый сегм-т данных; SS – хранит адрес сегм-т стека.  3. Регистр IP/ хранит адрес текущей ком-да, по сути счетчик ком-д. адрес ком-ды сост-т из 2-х частей: 1. Адрес сегм-та кода  2. Смещ-ние относит-но начала сегм-та. Физ-й адрес вычисл-ся: содержимое сегм-та CS двиг-ся влево на 4 разряда.  4. Адресные регистры SP – указ-ль стека. Регистр хранит адрес вершины стека.  5. Регистр флагов FLAGS- регистр признаков опер-ий

21.пон-е  МПК..анализ хар-к.(МПК) — сов-ть ИС, совмест-х по электрическим, инф-ым и конструктивным пар-м и предназн-х для построения эл-но-выч-ой аппаратуры и МП сис-м упр-я. В типичный состав МПК входят: БИС МП (один или неск-о корпусов ИС); БИС (ОЗУ); БИС (ПЗУ); БИС интерфейсов или контроллеров ВУ; служебные БИС (тактовый генератор, регистры, шинные формирователи, контроллеры шин, арбитры шин). К1810ВМ88 — однокристальный 16-разрядный МП  полный аналог Intel 8088. Входит в состав МПС серии КР1810, предназнач-ого для постр-я микро-ЭВМ и контроллеров на основе n-МОП техн-ии. Аналог-но 8086/8088, отлич-ся от К1810ВМ86 уменьш-м до 4-х числом регистров очереди ком-д и 8-разрядной внешней ШД (внутр-яя стр-ра, как и у К1810ВМ86, 16-разрядная). Из-за исп-я 8-разрядной внеш-й ШД время выборки 16-разрядных слов увел-ся вдвое, что приводит к сниж-ю производит-ти по сравн-ю с К1810ВМ86. Однако сниж-е общей производит-ти оказ-ся несущест-м. Так, время обраб-ки однобайтовых операндов с пом-ю К1810ВМ88 только на 5 % меньше. Intel 8086 — первый 16-битный МП компании Intel, выпущенный 8 июня 1978 года. С-ма ком-д проц-ра i8086 сост-т из 98 ком-д (и более 3800 их вариаций): 19 ком-д ПД, 38 ком-д их обраб-ки, 24 ком-д перехода и 17 ком-д упр-я проц-ром. МП не содержал ком-ды для р-ты с числами с плавающей запятой. В МП i8086 была исп-на примитивная форма конвейерной обраб-ки. Блок интерфейса с шиной подавал поток ком-д к исполн-му устр-ву ч/з 6-байтовую очередь ко-д. Т.о, выборка и выпол-е новых ком-д могли происх-ть одновр-но. Это знач-но увел-ало пропуск-ю способ-ть проц-ра и лишало необх-ти считывать кома-ды из медленной памяти. Проц-р имел набор ком-д, кот-й прим-ся и в совр-х проц-рах, именно от этого проц-ра берёт своё начало известная на сегодня арх-ра x86. Советским аналогом явл-ся МП К1810ВМ86, входивший в серию микросхем К1810

22.пон-е  арх-ры МПС. Арх-ра-программная модель, т.е программно-видимые рес-сы проц-ра. Хар-ки:1.разрядн-ть адресов и данных, сп-бы машинного представл-я данных;  2. Состав, имена и назнач-е программно-доступных регистров; 3. форматы ком-д, вид адресации 4.сп-бы адресации памяти и устр-в В/В  5.классы прерыв-й, особ-ти обраб-ки прерыв-й. Конц-ция CISC:1.сис-ма ком-д вкл. Большое число (неск-ко сотен) опер-ий. Может исп-ть неск-ко десятков форматов ком-д и сп-в адресации 2. Длина CISC – проги меньше, чем длина RISC – проги, реализ-щей те же ф-ии 3.по показ-ию стоим-ть/производ-ть и временны затратам на разраб-ку уступает RISC – арх-ра. Конц-ция RISC: 1.сис-ма ком-д вкл-т небольшое число простых оперций (<100), исп-ет огранич-ое число форматов (≤4) и сп-в адресации (≤4) 2. Все ком-ды имеют фиксированную длину, выбир-ся из памяти за одно обращ-е, кодируются за 1 такт.  3.регистровая память дост-но большого объема (от десятков до сотен РОНов)  4.длина хранимой проги довольно большая, в среднем на 30% длиннее CISC – проги, реализ-щей те же ф-ии

23. С-ма ком-д МП. С-ма ком-д совместима с MCS-86. Выпускался в керамическом корпусе под назв-ем КМ1810ВМ88 и в пластиковом КР1810ВМ88.К1810ВМ86 —советский однокрист-ый 16-разрядный МП, вып-щий около 2 млн оп-ций в сек. Синхрониз-ся тактовой ч-той от 2 до 5 МГц. Явл-ся клоном МП Intel 8086 с тактовой частотой до 10 МГц. Имеет 20-ти разрядную ША, что позв-т обесп-ть прямую адресацию 1 Мбайт внеш. памяти. Обл. адресного простр-ва памяти разбита на сегменты по 64 КБ. Такая орг-ция памяти обесп-ет удобный мех-м выч-я физ-х адресов. ША и ШД мультиплексированы. При орг-ции выч-х систем их нужно разделить (регистры-защелки). МП м. обр-ся как к памяти, так и к ВУ. При обращ-ии к ВУ исп-ся 16 младших линий ША. След-но м-но подкл-ть 64 К 8-битных внеш-х устр-в, либо 32 К 16-ти разрядных. МП имеет многоуровневую с-му прерыв-й: 256 векторов прерыв-й. Команды в МП 1810ВМ86 имеют переменную длител-ть, кратную байту и зан-щую формат от 1-го до 6-ти байт. Самые короткие ком-ды – ком-ды имеющие регистровую адресацию, а самые длинные команды относятся к прямой адресации, когда в команде указывается не только 16-разрядное смещение, но и еще 16-разрядный сегментный регистр. 3 типа команд: пересылки; преобраз-е данных;  ком-ды передачи упр-я. Ком-ды передачи упр-я: 1.безусловный пер-д;  2.условный пер-д;  3. вызов подпрограммы; 4.программное прерыв-е; 5.циклы. Безусловные переходы - JMP <метка> ; переход в произвольную точку; JMP SHORT <метка> ; короткий переход в пределах +-127 адресов; JMP [r16/m] ; переход по косвенному адресу в пределах текущего сегмента; признаки: Z (zero) - нулевой результат; C (carry) – перенос; P (parity) – четность; S (sign) – знак результата; N (not) – отрицание; E (equal) – равенство; G (greater) – больше; L (less) – меньше; A (above)– над; B (below)– под. JE/JZ <метка>; переход, если равно или по нулю, JNE/JNZ <метка>; переход, если не равно или не по нулю,  
JB/JNAE <метка>;  переход, если меньше или не больше и не равно, JA/JNBE <метка>; переход, если больше или не меньше и не равно, JL/JNGE <метка>; переход, если меньше или не больше и не равно, JG/JNLE <метка>; переход, если больше или не меньше и не равно. Вызов подпрограммы – CALL.

25.сущ-ть  и стр-ра я.ассемб. МП с-ва ix86.Преим-ва яз:дает предст-е об арх-ре ПК;возм-ть просмотра и корректир-ки испол-х прог с расшир-ми EXE,CОM,компилир-х с любых ЯВУ.осн.компоненты:1.алфавит (сост-т символы ASCII:бу-ы А-Z,ци-ы 0-9;спец.симв-ы:@,$,?,.,* и т.д) 2. const(строки,числа)числа: двоичн.(В); десятич-е(D); 16-тиричн (Н).отр.ч-ла зап-ся: десятичн:-32,-32D;двоичн. запис. только в доп.модиф. коде: -32D→ 11.1000000 ,-19 D→11.01101В;16-тиричн. зап-ся только в доп.коде:-32D→1.Е0Н,-119D как 1.89Н. строки- люб.буквы,циф и символы, но закл-ся в «». 3.ком-ды(опер-ры) Операнд-явно заданный адрес.Метка- имя ком-ды ассемб. Для ссылки к эт. ком-де . коммент-й- люб.текст,роясн-й прогу. 4.директивы- инструкции ассемб. Формат дерективы: [идентиф-р] КООП  [опер-д] [,опер-д]…[комментарий]. Идентиф-р - имя директивы. 5. Модифик-ры: арифметич-е; логич-е; отнош-я; возвращ-ие значения;присвоения атрибутов;атр-ы дистанции; атр-ты данных.

26.осн.  директивы я.ассемб . Директивы- инстр.ассемб,они обраб-ся только при ассембл-ии проги. Дир-вы опред-я идентиф-ров.присваивают  идентиф-ру с дан. именем некотор. текст-е или числ-е знач-е . Дир-вы опр-я дан-х-исп-ся для идентиф-ии перемен-х и полей пам-ти. Ключев. сл: DB опр-ть байт(1байт) ;DW –опр-ть сл.(2б-а);DD-опр-ть двойное сл.(4б-а);DQ-опр-ть 8б-в; Ком-да  МП д. сод-ть инф-ю 2-х видов: 1 кома-а д.сообщать МП, что делать (выполнять сложение, очистку, пересылку, сдвиг); 2 указывать адрес, т.е. местоположение обрабатываемых данных. разраб-ка проги на А-ере. этапы.1) Сост-е алг-ма в виде блок-схемы или структ-ого описания. 2) Ввод в ЭВМ текста исх-ой проги PROG.ASM с пом-ю редакт- атекстов. Имя PROG м.б произвольным, а расширение ASM –обяз-но,3) Перевод исходной проги в машинные коды с пом-ю транслятора. 4) Преобр-е с пом-ю проги объектного кода,PROG.OBJ в выполн-ый код PROG.EXE или PROG.COM. 5) Вып-е прогии ее отладка начиная с п.1, если встретились лог.ошибки. Текст сод-ит опер-ии:1 ком-ды или инструк-ии.2директивы или псевдоопер-ры.3операторы,4предопред-ые имена.Дейс-я, вып-ся на этапе трансляцци. В ассемб-й строке м.б зап-ы директивы ассемблера, ко-ды или инстр-ии процессора, ко-ды препроц-ра, макроком-ы и комментарии. Запись строки произ-ся в соотв-ии с нек-ми формальными прав-ми. Наруш-е этих правил приводит к большому кол-ву ошибок. Директивы ассемблера не порождают машинные команды и какие-либо действия в процессоре; они задают структуру программы, сообщают транслятору и компоновщику информацию о том, что им надо делать с командами и данными. Команды или инструкции процессора порождают машинные команды и выполняются в заданной последовательности во время работы процессора. Команды препроцессора являются фактически разновидностью директив, которые выполнятся на первом шаге трансляции.Комментарии не влияют на результат трансляции и служат для пояснения и описания программы. Комментарии без изменений переносятся в файл, получаемый после трансляции - листинг трансляции. Вся строка ассемблера может являться комментарием. В этом случае она начинается специальным символом: [*] или [;].Строка (предложение) программы в ассемблере делится на несколько полей, разделенных одним или более пробелами. В строке м.б следующие поля:1поле метки,2поле мнемоники,поле операнда,3поле комментария.