Пояснювальна записка. Дисципліна «архітектура комп’ютерів» входить до кваліфікаційних вимог для бакалаврів напряму 6. 0915 – «комп’ютерна iнженеpiя» узагальненим об’єктом діяльності

ЗМІСТ

Вступ

2.1

2.2

2.3

Висновки

Список літератури

Вступ

Дисципліна «Архітектура комп’ютерів» входить до кваліфікаційних вимог для бакалаврів напряму 6.0915 – «Комп’ютерна iнженеpiя» узагальненим об’єктом діяльності яких є технічні засоби та системне програмне забезпечення комп’ютерних систем i мереж універсального та спеціального призначення і їх компонент.

Однією з типових задач подальшої професійної діяльності бакалаврів напряму підготовки «Комп’ютерна iнженеpiя» є розробка проектів (на piвнi окремих блоків та вузлів) універсальних і спецiалiзованих ЕОМ, мереж ЕОМ, обчислювальних комплексів, систем, спецiалiзованих мікропроцесорних пристроїв, контролерів та адаптерів.

Запропонована в даних вказівках тематика курсової роботи безпосередньо пов'язана з розробкою елементів спеціалізованих мікропроцесорних пристроїв. Коло розглянутих при цьому питань охоплює визначення конфігурації ПК, вибір структурної організації арифметично-логічного пристрою спеціалізованого мікропроцесора, складання мікроалгоритмів виконання операцій в арифметично-логічному пристрої, розробку мікропрограм виконання команд, складання функціональних і принципових схем окремих пристроїв процесора, розробку системи команд процесора.

Завдання 2

Комп’ютер з архітектурою фон Неймана побудований на базі процесора з зовнішньою тактовою частотою 166 МГц розрядністю внутрішніх регістрів 64, розрядністю шини даних 32, розрядністю шини адреси 32, величиною ци­клу обміну по шині даних — 2 такти. Кількість операцій у системі команд процесора 164. Операнди команд адресуються без використання РЗП, один з параметрів може задаватися безпосереднім значенням, але при цьому його розрядність співпадає з внутрішньою розрядніетю процесора. Адресація ко­манд примусова, всі команди основної групи трьохоперандні. Мінімальною структурною одиницею пам’яті, що адресується є байт. Виконання операцій з плаваючою комою підтримуються арифметичним співпроцесором, система команд якого налічує 42 команду. Адресні простори процесора і співпроцесора співпадають і використовуються для обміну даними між ними. Для за­пису числа у формі з плаваючою комою в розрядній сітці використовується єдиний формат. Числа зберігаються в нормалізованому вигляді. Формат пе­редбачає наявність розряду знаку мантиси довжиною 12 біт, розряду знаку порядку, поля цифрових розрядів порядку довжиною 18 біт. Співпроцесор використовує два формати команд: команди обробки, адресація операндів яких побудована на стековій структурі регістрів співпроцесора і пам’яттю. Адресація команд співпроцесора автоінкрементна. Система команд співпро­цесора не має команд передавання керування.

1. Адресний простір процесора:

2³² байти(1Мбайт).

2. Діапазон подання чисел з фіксованою комою:

D= |Х_mах| / |Х_min| = 2ⁿ = 2³²(n –розрядність внутр.регістрів процесора)

3. Діапазон подання чисел з плаваючою комою:

a. порядок

D =|Х_mах| / |Х_mін| = 4³²⁶=8¹⁶³

б. мантиса

0, 5< =|M|< =1.

4. Швидкість передачі данних:

p= (Fext*D)/t = (133*16)/2 = 1064 Мбіт/cек = 133 Мбайт/сек.

5. Довжина машинного коду команди основної групи при розміщенні всіх операндів у пам’яті:

N_коп = ]log₂164[=8 біт

N_адреси =]log₂(16*1024*1024)[= ]log₂(16 777 216)[=24 біт

N_команди = 24*4+6 = 102 біт = 12, 75 байта.

6. Довжина машинного коду команди основної групи, якщо один з опера­ндів задається безпосереднім значенням:

N_ком = 8 + 3 * 24 + 32 = 112 біта = 14 байт

7. Довжина машинного коду команд обробки співпроцесора при адресації операндів з використанням стекової пам'яті:

N_ком = ]log₂42[=6 біт

8. Довжина машинного коду команд співпроцесора для обміну з пам’яттю:

N_ком = N_КОП + N_Адреси = 6+24 = 30біт.

Завдання 3

Відмовившись в умовах попереднього завдання від примусової адресації ко­манд, розробити структуру машинних команд основної групи та команд об­міну між верхівкою стеку співпроцесора і пам’яттю при використанні в них також базової та базово-індексної адресації операндів. Визначити довжину машинного коду для кожної з можливих структур.

Кодування способів адресації:

N_коп = ]log₂164[=8 біт

Пряма адресація:

N_адреси = 24

Довжина команди 82 біт

Безпосередня адресація:

Довжина команди 106 біт

Базова адресація:

]log₂16[ = 4 біта, отже виділимо 4 біта під код регістра

Кодування регістрів:

Довжина команди 22 біт.

Базово-індексна адресація:

Кодування регістрів-індексів:

Кодування регістрів:

Довжина команди 38 біт = 4, 75 байта.