Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Семейства ЭВМ
Содержание
- 1. Семейства ЭВМ
- 2. ЭВМ - специализированные и универсальные
- 3. Компьютеры образуют семейство, если выполняются следующие требования.1.
- 4. 2. Все модели семейства обладают программной совместимостью:1)
- 5. 4. Модели семейства организованы по принципу модульности,
- 6. Рассматриваем в основном младшие модели семейства ЭВМ компании Intel.
- 7. Рано или поздно от принципа программной совместимости
- 8. Новые процессоры будут иметь совершенно другую архитектуру
- 9. Что такое специализированные и универсальные ЭВМ?2. Чем
- 10. Архитектура младшей модели семейства IntelПамятьРассматриваемый компьютер имеет
- 11. Форматы данных Вещественные числа На современных ЭВМ
- 12. Целые числа в младшей модели могут занимать
- 13. Символьные данные В качестве символов используются короткие
- 14. Массивы (строки) Допускаются только одномерные массивы, которые
- 15. Логические (битовые) вектора.В языке машины представлены команды
- 16. Вещественные числа
- 17. Вещественные числа Такое представление вещественного числа называется нормализованным: его первый сомножитель удовлетворяет неравенству:
- 18. –13.25Сначала переведём его в двоичную систему счисления:–13.2510
- 19. Шестнадцатеричные числа в языке Ассемблера принято записывать
- 20. Представимый диапазон порядков коротких вещественных чисел равен 2–126..2127 ≈ 10–38..1038
- 21. Из-за конечной длины представления вещественных чисел действия с ними выдают приближённый результат
- 22. Возможно:Возможны случаи, когда (a+b)+c ≠ a+(b+c) и
- 23. Значение машинного порядка E=255 при мантиссе
- 24. Машинный порядок E=255 при мантиссе M =
- 25. Целые числаБеззнаковые (неотрицательные) числа представляются в двоичной
- 26. Слайд 26
- 27. Другой способДополнительный код числа –13 можно вычислить и так:28-13 = 256–13 = 100000000–00001101 = 11110011
- 28. Если сложить дополнительный код с прямым кодом,
- 29. Результат операций могут быть разными для знаковых и беззнаковых чисел
- 30. Для таких) ситуаций в архитектуре компьютера введено
- 31. Существует флаг SF, в который всегда заносится
- 32. Сегментация памятиПамять нашей ЭВМ имеет сегментную организацию.
- 33. Физический адрес числа или команды вычисляется центральным процессором по формуле
- 34. В качестве мнемонических обозначений сегментных регистров выбраны
- 35. Сегментные регистры являются специализированными, предназначенными только для
- 36. Слайд 36
- 37. Скачать презентанцию
ЭВМ - специализированные и универсальные
Слайды и текст этой презентации
Слайд 3Компьютеры образуют семейство, если выполняются следующие требования.
1. Одновременно выпускаются и
используются несколько моделей семейства с различными производительностью и ценой.
называются компьютеры-члены семейства).
Слайд 42. Все модели семейства обладают программной совместимостью:
1) снизу-вверх – старшие
модели поддерживают все команды младших (любая программа, написанная для младшей
модели, безошибочно выполняется и на старшей модели). Это свойство называется ещёобратной совместимостью;
2) сверху-вниз – на младших моделях выполняются программы, написанные для старших, если выполнены следующие условия:
– наличие у младшей модели достаточного количества ресурсов (например, памяти или особых устройств ввода/вывода);
– программа состоит только из поддерживаемых младшей моделью команд.
3. Присутствует унификация устройств, то есть их аппаратная совместимость между моделями
Слайд 54. Модели семейства организованы по принципу модульности, что позволяет в
определённых пределах расширять возможности ЭВМ, увеличивая, например, объём памяти или
повышая производительность путём замены центрального процессора более быстродействующим.5. Стандартизировано системное программное обеспечение (например, знакомый многим программистам компилятор с языка Турбо-Паскаль может работать на всех моделях семейства).
Слайд 7Рано или поздно от принципа программной совместимости на внутреннем уровне
придётся отказаться. Новые модели необходимо строить по самым современным архитектурным
схемам, учитывающим глубокий параллелизм в обработке данных. В то же время, нельзя и потерять возможность выполнять старые программы для предшествующих моделей семейства.
Слайд 8Новые процессоры будут иметь совершенно другую архитектуру и, следовательно, другую
систему команд, однако предусмотрена их работа в двух режимах. В
основном режиме процессор может выполнять команды только своего нового машинного языка, однако во вспомогательном режиме он имеет возможность аппаратно интерпретировать (полностью имитировать выполнение) программ на языке машины предыдущих моделей семейства.
Слайд 9Что такое специализированные и универсальные ЭВМ?
2. Чем отличаются модели семейства
ЭВМ друг от друга?
3. Что такое программная совместимость и почему
она является обязательной в любом семействе ЭВМ?
Слайд 10Архитектура младшей модели семейства Intel
Память
Рассматриваемый компьютер имеет архитектуру с адресуемыми
регистрами, адресуемая память состоит из основной и регистровой памяти. Основная
память имеет объём 220 ячеек по 8 бит каждая, при этом каждая команда или данные располагаются в одной или нескольких последовательных (с возрастающими адресами) ячейках этой памяти.
Слайд 11Форматы данных
Вещественные числа
На современных ЭВМ чаще всего используются три формата
вещественных чисел:
короткие (длиной 4 байта),
длинные (8 байт)
и
сверхдлинные (16 байт) вещественные числа. На момент массового выпуска ЭВМ с командами для работы с вещественными числами, уже существовал международный стандарт на внутреннее представление этих чисел (ANSI/IEEE standart 754-1985), и почти все современные машины придерживаются этого стандарта на представление вещественных чисел.
Слайд 12
Целые числа в младшей модели могут занимать в памяти 8
бит (короткое целое), 16 бит (длинное целое) и 32 бита
(сверхдлинное целое). Длинное целое принято называть машинным словом(не путать с машинным словом в машине Фон Неймана, там это содержимое одной ячейки памяти!).
Целые числа
Слайд 13Символьные данные
В качестве символов используются короткие целые числа, которые трактуются
как неотрицательные (беззнаковые) числа, задающие номер символа в некотором алфавите.
Слайд 14Массивы (строки)
Допускаются только одномерные массивы, которые могут состоять из коротких
или длинных целых чисел. Массив коротких целых чисел может рассматриваться
программистом как символьная строка, отсюда и второе название этой структуры данных. В машинном языке присутствуют команды для обработки элементов таких массивов
Слайд 15Логические (битовые) вектора.
В языке машины представлены команды для обработки логический
векторов длиной 8 или 16 бит. Элементы таких векторов трактуются
как логические переменные.. Двоично-десятичные целые числа.
Это целые числа в двоично-десятичной записи, имеющие размер до 16 байт.
Слайд 17Вещественные числа
Такое представление вещественного числа называется нормализованным:
его первый
сомножитель удовлетворяет неравенству:
Слайд 18–13.25
Сначала переведём его в двоичную систему счисления:
–13.2510 = -1101.012
Затем нормализуем
это число:
-1101.012 = -1.101012*23
Следовательно, мантисса нашего числа будет иметь вид
101010000000000000000002 , и осталось вычислить машинный порядок E: 3 = E-127; E = 130 = 128+2 = 100000102 .
Учитывая знак, получаем вид внутреннего машинного представления числа –13.2510:
1100 0001 0101 0100 0000 0000 0000 00002 = C154000016
Слайд 19Шестнадцатеричные числа в языке Ассемблера принято записывать с буквой h
на конце,
при этом, если такое число начинается с буквы, то
впереди записывается незначащий ноль, чтобы отличить запись такого числа от имени:C154000016 = 0C1540000h
Слайд 21Из-за конечной длины представления вещественных чисел действия с ними выдают
приближённый результат
Слайд 22Возможно:
Возможны случаи, когда (a+b)+c ≠ a+(b+c) и (a+b)*c ≠ a*c+b*c.
Решение простейшего уравнения X+A=A будет равен, скажем, 10+6.
Слайд 23
Значение машинного порядка E=255 при мантиссе M ≠ 0
обозначает специальное значение "не число" (NAN – not a number).
Некоторые комбинации нулей и единиц в памяти, отведённой под хранения вещественного числа, используются для служебных целей.
Слайд 24Машинный порядок E=255 при мантиссе M = 0 задаёт, в
зависимости от знака числа, специальные значения
Слайд 25Целые числа
Беззнаковые (неотрицательные) числа представляются в двоичной системе счисления -
прямым кодом
Если инвертировать прямой код (т.е. заменить все "1"
на "0", а все "0" на "1"), то получим обратный код числа. Для представления отрицательных знаковых чисел используется дополнительный (complementary) код, который можно получить из обратного кода прибавлением единицы.
Слайд 27Другой способ
Дополнительный код числа –13 можно вычислить и так:
28-13 =
256–13 = 100000000–00001101 = 11110011
Слайд 28Если сложить дополнительный код с прямым кодом, то получится ноль
и "лишняя" единица, не помещающаяся в отводимое число разрядов.
Слайд 30Для таких) ситуаций в архитектуре компьютера введено понятие флагов. Каждый
флаг занимает один бит в специальном регистре флагов с именем
FLAGS. Для рассмотренного выше примера флаг CF (carry flag) после сложения примет значение, равное единице (иногда говорят, что флаг поднят), сигнализируя программисту о том, что при без- знаковом сложении произошла ошибка. Рассматривая результат в знаковых числах, мы получили правильный ответ, поэтому флаг результата знакового сложения OF (overflow flag) будет положен равным нулю (или, как говорят, опущен).Флаг CF называется флагом переноса,
а OF – флагом переполнения.
Флаги
Слайд 31Существует флаг SF, в который всегда заносится знаковый (крайний левый)
бит результата, таким образом, при знаковой трактовке чисел этот флаг
сигнализирует, что результат получился отрицательным.Флаг ZF, устанавливается в 1, если результат тождественно равен нулю, в противном случае этот флаг устанавливается в 0. Флаги в нашей архитектуре выполняют ту же роль, что и регистр признака результата ω в изученной ранее учебной ЭВМ УМ-3.
Слайд 32Сегментация памяти
Память нашей ЭВМ имеет сегментную организацию. В любой момент
времени для младшей модели определены четыре сегмента (хотя для старших
моделей число сегментов больше). Есть четыре сегментных регистра, которые указывают на определённые области памяти. Каждый сегментный регистр имеет длину 16 разрядов, а в то же время для адресации любого места нашей памяти необходимо, как мы уже говорили, 20 разрядов. Для того чтобы сегмент мог указывать на некоторое место оперативной памяти, адрес начала сегмента получается после умножения значения сегментного регистра на число 16. При таком способе задания начала сегмента, он может начинаться не с любого места оперативной памяти, а только с адресов, кратных 16 (в некоторых книгах по Ассемблеру такие участки памяти называются параграфами).
Слайд 34
В качестве мнемонических обозначений сегментных регистров выбраны следующие двухбуквенные служебные
имена:
кодовый сегментный регистр (CS),
сегментный регистр данных (DS),
сегментный регистр
стека (SS)дополнительный сегментный регистр (ES).
Слайд 35Сегментные регистры являются специализированными, предназначенными только для хранения адресов сегментов,
поэтому арифметические операции (сложение, вычитание и др.) над их содержимым
в языке машины не предусмотрены.Заметим, что даже если все сегменты не перекрываются и имеют максимальный размер, то и в этом случае центральный процессор в каждый момент времени имеет доступ только к одной четвёртой от общего объёма оперативной памяти.
