Π‘Π°ΠΊΠ°Π»Π°Π²Ρ€
Π”ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΌΠ½Ρ‹Π΅ ΠΈ курсовыС Π½Π° Π·Π°ΠΊΠ°Π·

Β· Π Π°Π±ΠΎΡ‚Π° ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€Π°: процСссор Π­Π’Πœ

Π Π΅Ρ„Π΅Ρ€Π°Ρ‚ΠŸΠΎΠΌΠΎΡ‰ΡŒ Π² Π½Π°ΠΏΠΈΡΠ°Π½ΠΈΠΈΠ£Π·Π½Π°Ρ‚ΡŒ ΡΡ‚ΠΎΠΈΠΌΠΎΡΡ‚ΡŒΠΌΠΎΠ΅ΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹

RISC (Redused Instruction Set Computer) — процСссор, Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ с ΡΠΎΠΊΡ€Π°Ρ‰Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ Π½Π°Π±ΠΎΡ€ΠΎΠΌ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄. Π’Π°ΠΊ, Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡΠΎΡ€Π΅ CISC для выполнСния ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ Π² Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π΅ случаСв 10 ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ΠΎΠ². Π§Ρ‚ΠΎ ΠΆΠ΅ касаСтся процСссоров RISC, Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΈ ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Π΅ Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π΅. ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ процСссор RISC Π±Ρ‹Π» создан ΠΊΠΎΡ€ΠΏΠΎΡ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ IBM Π² 1979 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π» ΡˆΠΈΡ„Ρ€ IBM 801… Π§ΠΈΡ‚Π°Ρ‚ΡŒ Π΅Ρ‰Ρ‘ >

Β· Π Π°Π±ΠΎΡ‚Π° ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€Π°: процСссор Π­Π’Πœ (Ρ€Π΅Ρ„Π΅Ρ€Π°Ρ‚, курсовая, Π΄ΠΈΠΏΠ»ΠΎΠΌ, ΠΊΠΎΠ½Ρ‚Ρ€ΠΎΠ»ΡŒΠ½Π°Ρ)

Π’Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹ складываСтся ΠΈΠ· Ρ€ΡΠ΄Π° ΠΏΠΎΡΠ»Π΅Π΄ΠΎΠ²Π°Ρ‚Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Ρ… этапов (шагов, стадий), ΡΡƒΡ‚ΡŒ ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€Ρ‹Ρ… Π½Π΅ ΠΌΠ΅Π½ΡΠ΅Ρ‚ся ΠΎΡ‚ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹ ΠΊ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Π΅. Π‘ Ρ†Π΅Π»ΡŒΡŽ увСличСния быстродСйствия процСссора ΠΈ ΠΌΠ°ΠΊΡΠΈΠΌΠ°Π»ΡŒΠ½ΠΎΠ³ΠΎ использования всСх Π΅Π³ΠΎ возмоТностСй Π² ΡΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Ρ… микропроцСссорах ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€Π½Ρ‹ΠΉ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ. Π­Ρ‚ΠΎΡ‚ ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏ ΠΏΠΎΠ΄Ρ€Π°Π·ΡƒΠΌΠ΅Π²Π°Π΅Ρ‚, Ρ‡Ρ‚ΠΎ Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄Ρ‹ΠΉ ΠΌΠΎΠΌΠ΅Π½Ρ‚ Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ процСссор Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Π°Π΅Ρ‚ Π½Π°Π΄ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹ΠΌΠΈ стадиями выполнСния Π½Π΅ΡΠΊΠΎΠ»ΡŒΠΊΠΈΡ… ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄, ΠΏΡ€ΠΈΡ‡Π΅ΠΌ Π½Π° Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΉ стадии Π²Ρ‹Π΄Π΅Π»ΡΡŽΡ‚ΡΡ ΠΎΡ‚Π΄Π΅Π»ΡŒΠ½Ρ‹Π΅ Π°ΠΏΠΏΠ°Ρ€Π°Ρ‚Π½Ρ‹Π΅ рСсурсы. По ΠΎΡ‡Π΅Ρ€Π΅Π΄Π½ΠΎΠΌΡƒ Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ΠΎΠ²ΠΎΠΌΡƒ ΠΈΠΌΠΏΡƒΠ»ΡŒΡΡƒ каТдая ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Π° Π² ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€Π΅ продвигаСтся Π½Π° ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΡƒΡŽ ΡΡ‚Π°Π΄ΠΈΡŽ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ, выполнСнная ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Π° ΠΏΠΎΠΊΠΈΠ΄Π°Π΅Ρ‚ ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€, Π° Π½ΠΎΠ²Π°Ρ поступаСт Π² Π½Π΅Π³ΠΎ.

Π’ Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π½Ρ‹Ρ… процСссорах количСство ΠΈ ΡΡƒΡ‚ΡŒ этапов Ρ€Π°Π·Π»ΠΈΡ‡Π°ΡŽΡ‚ΡΡ.

Рассмотрим ΠΏΡ€ΠΈΠ½Ρ†ΠΈΠΏΡ‹ ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€Π½ΠΎΠΉ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΊΠΈ ΠΈΠ½Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΠ°Ρ†ΠΈΠΈ Π½Π° ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π΅ пятиступСнчатого ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€Π°, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΌ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹ складываСтся ΠΈΠ· ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΡ… этапов:

  • 1. IF (Instruction Fetch) — считываниС ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹ Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡΠΎΡ€;
  • 2. ID (Instruction Decoding) — Π΄Π΅ΠΊΠΎΠ΄ΠΈΡ€ΠΎΠ²Π°Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹;
  • 3. OR (Operand Reading) — считываниС ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Π½Π΄ΠΎΠ²;
  • 4. EX (Executing) — Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½Π΅Π½ΠΈΠ΅ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹;
  • 5. WB (Write Back) — запись Ρ€Π΅Π·ΡƒΠ»ΡŒΡ‚Π°Ρ‚Π°.
  • Β· ΠšΠ»Π°ΡΡΡ‹ CISC, RlSC, MiSC-ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅ccopa

CISC (complex instruction set computer) Π΅ΡΡ‚ΡŒ традиционная Π°Ρ€Ρ…ΠΈΡ‚Π΅ΠΊΡ‚ΡƒΡ€Π°, Π² ΠΊΠΎΡ‚ΠΎΡ€ΠΎΠΉ Ρ†Π΅Π½Ρ‚Ρ€Π°Π»ΡŒΠ½Ρ‹ΠΉ процСссор ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ ΠΌΠΈΠΊΡ€ΠΎΠΏΡ€ΠΎΠ³Ρ€Π°ΠΌΠΌΡ‹ для выполнСния ΠΈΡΡ‡Π΅Ρ€ΠΏΡ‹Π²Π°ΡŽΡ‰Π΅Π³ΠΎ Π½Π°Π±ΠΎΡ€Π° ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄. Π’ Ρ‚Π΅Ρ‡Π΅Π½ΠΈΠ΅ Π΄ΠΎΠ»Π³ΠΈΡ… Π»Π΅Ρ‚ ΠΏΡ€ΠΎΠΈΠ·Π²ΠΎΠ΄ΠΈΡ‚Π΅Π»ΠΈ ΠΊΠΎΠΌΠΏΡŒΡŽΡ‚Π΅Ρ€ΠΎΠ² Ρ€Π°Π·Ρ€Π°Π±Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°Π»ΠΈ ΠΈ Π²ΠΎΠΏΠ»ΠΎΡ‰Π°Π»ΠΈ Π² ΠΈΠ·Π΄Π΅Π»ΠΈΡΡ… всС Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ слоТныС ΠΈ ΠΏΠΎΠ»Π½Ρ‹Π΅ систСмы ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄. Однако Π°Π½Π°Π»ΠΈΠ· Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹ процСссоров ΠΏΠΎΠΊΠ°Π·Π°Π», Ρ‡Ρ‚ΠΎ ΠΏΡ€ΠΈΠΌΠ΅Ρ€Π½ΠΎ 80% Π²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½ΠΈ выполняСтся лишь 20% большого Π½Π°Π±ΠΎΡ€Π° ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄. ΠŸΠΎΡΡ‚ΠΎΠΌΡƒ Π±Ρ‹Π»Π° поставлСна Π·Π°Π΄Π°Ρ‡Π° ΠΎΠΏΡ‚ΠΈΠΌΠΈΠ·Π°Ρ†ΠΈΠΈ выполнСния нСбольшого ΠΏΠΎ Ρ‡ΠΈΡΠ»Ρƒ, Π½ΠΎ Ρ‡Π°ΡΡ‚ΠΎ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅ΠΌΡ‹Ρ… ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄.

RISC (Redused Instruction Set Computer) — процСссор, Ρ„ΡƒΠ½ΠΊΡ†ΠΈΠΎΠ½ΠΈΡ€ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠΉ с ΡΠΎΠΊΡ€Π°Ρ‰Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΌ Π½Π°Π±ΠΎΡ€ΠΎΠΌ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄. Π’Π°ΠΊ, Π² ΠΏΡ€ΠΎΡ†Π΅ΡΡΠΎΡ€Π΅ CISC для выполнСния ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹ Π½Π΅ΠΎΠ±Ρ…ΠΎΠ΄ΠΈΠΌΠΎ Π² Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²Π΅ случаСв 10 ΠΈ Π±ΠΎΠ»Π΅Π΅ Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ΠΎΠ². Π§Ρ‚ΠΎ ΠΆΠ΅ касаСтся процСссоров RISC, Ρ‚ΠΎ ΠΎΠ½ΠΈ Π±Π»ΠΈΠ·ΠΊΠΈ ΠΊ Ρ‚ΠΎΠΌΡƒ, Ρ‡Ρ‚ΠΎΠ±Ρ‹ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡ‚ΡŒ ΠΏΠΎ ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠΉ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Π΅ Π² ΠΊΠ°ΠΆΠ΄ΠΎΠΌ Ρ‚Π°ΠΊΡ‚Π΅. ΠŸΠ΅Ρ€Π²Ρ‹ΠΉ процСссор RISC Π±Ρ‹Π» создан ΠΊΠΎΡ€ΠΏΠΎΡ€Π°Ρ†ΠΈΠ΅ΠΉ IBM Π² 1979 Π³ΠΎΠ΄Ρƒ ΠΈ ΠΈΠΌΠ΅Π» ΡˆΠΈΡ„Ρ€ IBM 801. Π’ Π½Π°ΡΡ‚оящСС врСмя процСссоры RISC ΠΏΠΎΠ»ΡƒΡ‡ΠΈΠ»ΠΈ ΡˆΠΈΡ€ΠΎΠΊΠΎΠ΅ распространСниС. Π‘ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½Ρ‹Π΅ процСссоры RISC ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‚ ΡΠ»Π΅Π΄ΡƒΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ характСристики:

  • 1. ΡƒΠΏΡ€ΠΎΡ‰Π΅Π½Π½Ρ‹ΠΉ Π½Π°Π±ΠΎΡ€ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄, ΠΈΠΌΠ΅ΡŽΡ‰ΠΈΡ… ΠΎΠ΄ΠΈΠ½Π°ΠΊΠΎΠ²ΡƒΡŽ Π΄Π»ΠΈΠ½Ρƒ;
  • 2. Π±ΠΎΠ»ΡŒΡˆΠΈΠ½ΡΡ‚Π²ΠΎ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄ Π²Ρ‹ΠΏΠΎΠ»Π½ΡΡŽΡ‚ΡΡ Π·Π° ΠΎΠ΄ΠΈΠ½ Ρ‚Π°ΠΊΡ‚ процСссора;
  • 3. ΠΎΡ‚ΡΡƒΡ‚ΡΡ‚Π²ΡƒΡŽΡ‚ ΠΌΠ°ΠΊΡ€ΠΎΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄Ρ‹, ΡƒΡΠ»ΠΎΠΆΠ½ΡΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ структуру процСссора ΠΈ ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ°ΡŽΡ‰ΠΈΠ΅ ΡΠΊΠΎΡ€ΠΎΡΡ‚ΡŒ Π΅Π³ΠΎ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚Ρ‹;
  • 4. взаимодСйствиС с ΠΎΠΏΠ΅Ρ€Π°Ρ‚ΠΈΠ²Π½ΠΎΠΉ ΠΏΠ°ΠΌΡΡ‚ΡŒΡŽ ограничиваСтся опСрациями пСрСсылки Π΄Π°Π½Π½Ρ‹Ρ…;
  • 5. ΡƒΠΌΠ΅Π½ΡŒΡˆΠ΅Π½ΠΎ число способов адрСсации памяти (Π½Π΅ ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ся косвСнная адрСсация);
  • 6. создан ΠΊΠΎΠ½Π²Π΅ΠΉΠ΅Ρ€ ΠΊΠΎΠΌΠ°Π½Π΄, ΠΏΠΎΠ·Π²ΠΎΠ»ΡΡŽΡ‰ΠΈΠΉ ΠΎΠ±Ρ€Π°Π±Π°Ρ‚Ρ‹Π²Π°Ρ‚ΡŒ нСсколько ΠΈΠ· Π½ΠΈΡ… ΠΎΠ΄Π½ΠΎΠ²Ρ€Π΅ΠΌΠ΅Π½Π½ΠΎ;
  • 7. ΠΈΡΠΏΠΎΠ»ΡŒΠ·ΡƒΠ΅Ρ‚ΡΡ высокоскоростная ΠΏΠ°ΠΌΡΡ‚ΡŒ.
ΠŸΠΎΠΊΠ°Π·Π°Ρ‚ΡŒ вСсь тСкст
Π—Π°ΠΏΠΎΠ»Π½ΠΈΡ‚ΡŒ Ρ„ΠΎΡ€ΠΌΡƒ Ρ‚Π΅ΠΊΡƒΡ‰Π΅ΠΉ Ρ€Π°Π±ΠΎΡ‚ΠΎΠΉ