АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция...
TRANSCRIPT
![Page 1: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/1.jpg)
АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ
Лекция 6: Уровень архитектуры набора команд
ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, Кафедра АСВК
Чл.-корр., профессор, д.ф.-м.н. Королёв Л.Н.,
Ассистент Волканов Д.Ю.
![Page 2: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/2.jpg)
2
План лекции
• Регистры
• Виды адресации
• Примеры команд
• Прерывания
![Page 3: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Уровни архитектуры
• Цифровой логический уровень
• Уровень микроархитектуры
• Уровень архитектуры набора команд
• Уровень операционной системы
• Уровень ассемблера
![Page 4: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Уровень архитектуры набора команд
The ISA level is the interface between the compilers and the hardware.
![Page 5: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Модели памяти
![Page 6: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Регистры Pentium 4
![Page 7: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Регистры UltraSPARC III
The UltraSPARC III’s general registers.
![Page 8: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Память и регистры в 8051
![Page 9: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Типы данных в Pentium 4
![Page 10: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Типы данных в UltraSPARC III
![Page 11: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Типы данных в 8051
![Page 12: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Возможные форматы команд
![Page 13: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Формат команд Pentium 4
![Page 14: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Формат команд UltraSPARC III
The original SPARC instruction formats.
![Page 15: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Форматы команд в 8051
The 8051 instruction formats.
![Page 16: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Адресация
• Неявная (IADD)
• Непосредственная (MOV R1, 4)
• Прямая (MOV R1, FULL_ADDR)
• Регистровая (MOV R1, R2)
• Косвенная регистровая (MOV R1, [R2])
• Индексная (MOV R1, A[R2])
• Относительная индексная (MOV R1, A[R2+R3])
• Стековая (SADD)
![Page 17: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Виды адресации в рассматриваемых архитектурах
![Page 18: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Управление циклами
For ( I = 0; i<n; i++) {операторы}
![Page 19: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Команды ввода-вывода
• Программируемый ввод-вывод с активным ожиданием
• Ввод-вывод с управлением по прерываниям
• Ввод-вывод с прямым доступом к памяти
![Page 20: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Регистры устройств
![Page 21: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/21.jpg)
21
DMA доступ
![Page 22: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Инструкции The Pentium 4 (1)
![Page 23: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Инструкции The Pentium 4 (2)
![Page 24: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Инструкции The Pentium 4 (3)
![Page 25: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Инструкции The Pentium 4 (4)
.
![Page 26: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/26.jpg)
26
The UltraSPARC III Инструкции (1)
![Page 27: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/27.jpg)
27
The UltraSPARC III Инструкции (2)
![Page 28: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/28.jpg)
28
The UltraSPARC III Инструкции (3)
![Page 29: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/29.jpg)
29
The UltraSPARC III Инструкции (4)
![Page 30: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/30.jpg)
30
The UltraSPARC III Инструкции (5)
![Page 31: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/31.jpg)
31
The UltraSPARC III Инструкции (6)
Some simulated UltraSPARC III instructions.
![Page 32: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/32.jpg)
32
8051 Инструкции (1)
The 8051 Instruction set.
![Page 33: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/33.jpg)
33
8051 Инструкции (2)
The 8051 Instruction set.
![Page 34: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/34.jpg)
34
8051 Инструкции (3)
The 8051 Instruction set.
![Page 35: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/35.jpg)
35
8051 Инструкции (4)
The 8051 Instruction set.
![Page 36: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/36.jpg)
36
8051 Инструкции (5)
The 8051 Instruction set.
![Page 37: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Процедуры (1)
![Page 38: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Сопрограммы (2)
![Page 39: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Прерывания
example.
![Page 40: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Проблемы Pentium 4
• CISC-архитектура
• Ориентирована на 2-х адресные команды
• Мало регистров
• Команды не выполняются подряд
• Неточное предсказание переходов
• Спекулятивное выполнение
• Ограничение размера программ в 4Гб
![Page 41: АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6dimawolf/ArchEVM/Lection06.pdfАРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ Лекция 6: Уровень](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050605/5faccdab6dfeba469b0ce9a4/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Спасибо за внимание!