ВУЗ:
Составители:
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................5
1. ПОНЯТИЕ АРХИТЕКТУРЫ ПРОЦЕССОРА И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ............................6
1.1 Понятие архитектуры ЭВМ и архитектуры процессора ...........................................6
1.2 Элементная база (физическая база) процессора.........................................................7
1.3 Пути совершенствования элементной базы ...............................................................9
1.3.1 Молекулярные компьютеры..........................................................................................10
1.3.2 Биокомпьютеры или нейрокомпьютеры......................................................................10
1.3.3 Квантовые компьютеры.................................................................................................11
1.3.4 Оптические компьютеры...............................................................................................11
2. ПРОЦЕССОРЫ С КЛАССИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРОЙ..................................................12
2.1. Основные принципы классической архитектуры: ...................................................12
2.2 Организация памяти в классической архитектуре...................................................14
2.3 Набор команд фон - Неймановского процессора.....................................................14
2.4 Обработка особых ситуаций и прерывания....................................................................15
3. СТЕКОВЫЕ ПРОЦЕССОРЫ.................................................................................................17
3.1 Этапы выполнения команды в фон Неймановском процессоре.............................17
3.2 Архитектурные особенности стекового процессора ...............................................18
3.3 Операции с оперативной памятью.............................................................................20
3.4 Программирование на стековом процессоре............................................................21
3.5 Замечания по реализации ...........................................................................................21
4. КОНВЕЙЕРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ.........................................................................................22
4.1 Предпосылки создания конвейера данных...............................................................22
4.2 Структура конвейера данных.....................................................................................23
4.3 Сокращение времени при использовании конвейера данных ................................ 23
4.4 Конвейер команд.........................................................................................................24
4.5 Многооперационные конвейеры ...............................................................................24
4.6 Проблемы конвейерных процессоров:......................................................................26
4.7 Особенности программирования конвейерных процессоров. ................................26
4.8 Замечания по реализации ...........................................................................................28
5. CRAY - ПРОЦЕССОР.............................................................................................................29
5.1 Предпосылки создания суперкомпьютеров..............................................................29
5.2 Недостатки фон Неймановской архитектуры...........................................................29
5.3 Идеи, лежащие в основе CRAY процессора............................................................. 29
5.4 Общая структура и состав процессора CRAY..........................................................33
5.5 Производительность и области применения ............................................................34
6. ПРОЦЕССОР ПЕРЕСЫЛОК..................................................................................................35
6.1 Иерархия памяти в классической архитектуре ........................................................35
6.2 Организация памяти в процессоре пересылок ......................................................... 35
6.3 Организация процессора пересылок .........................................................................36
6.3.1 Адресная фиксация схем исполнения машинных команд ..................................36
6.3.2 Механизм запуска машинной команды .......................................................................37
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................................................5 1. ПОНЯТИЕ АРХИТЕКТУРЫ ПРОЦЕССОРА И ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ............................6 1.1 Понятие архитектуры ЭВМ и архитектуры процессора ...........................................6 1.2 Элементная база (физическая база) процессора.........................................................7 1.3 Пути совершенствования элементной базы ...............................................................9 1.3.1 Молекулярные компьютеры..........................................................................................10 1.3.2 Биокомпьютеры или нейрокомпьютеры......................................................................10 1.3.3 Квантовые компьютеры.................................................................................................11 1.3.4 Оптические компьютеры ...............................................................................................11 2. ПРОЦЕССОРЫ С КЛАССИЧЕСКОЙ АРХИТЕКТУРОЙ..................................................12 2.1. Основные принципы классической архитектуры: ...................................................12 2.2 Организация памяти в классической архитектуре...................................................14 2.3 Набор команд фон - Неймановского процессора.....................................................14 2.4 Обработка особых ситуаций и прерывания....................................................................15 3. СТЕКОВЫЕ ПРОЦЕССОРЫ .................................................................................................17 3.1 Этапы выполнения команды в фон Неймановском процессоре.............................17 3.2 Архитектурные особенности стекового процессора ...............................................18 3.3 Операции с оперативной памятью.............................................................................20 3.4 Программирование на стековом процессоре............................................................21 3.5 Замечания по реализации ...........................................................................................21 4. КОНВЕЙЕРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ.........................................................................................22 4.1 Предпосылки создания конвейера данных ...............................................................22 4.2 Структура конвейера данных.....................................................................................23 4.3 Сокращение времени при использовании конвейера данных ................................23 4.4 Конвейер команд .........................................................................................................24 4.5 Многооперационные конвейеры ...............................................................................24 4.6 Проблемы конвейерных процессоров:......................................................................26 4.7 Особенности программирования конвейерных процессоров. ................................26 4.8 Замечания по реализации ...........................................................................................28 5. CRAY - ПРОЦЕССОР.............................................................................................................29 5.1 Предпосылки создания суперкомпьютеров..............................................................29 5.2 Недостатки фон Неймановской архитектуры...........................................................29 5.3 Идеи, лежащие в основе CRAY процессора.............................................................29 5.4 Общая структура и состав процессора CRAY..........................................................33 5.5 Производительность и области применения ............................................................34 6. ПРОЦЕССОР ПЕРЕСЫЛОК..................................................................................................35 6.1 Иерархия памяти в классической архитектуре ........................................................35 6.2 Организация памяти в процессоре пересылок .........................................................35 6.3 Организация процессора пересылок .........................................................................36 6.3.1 Адресная фиксация схем исполнения машинных команд ..................................36 6.3.2 Механизм запуска машинной команды .......................................................................37