МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
КАФЕДРА "ЕЛЕКТРОННІ ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ МАШИНИ"
Пояснювальна записка
до курсової роботи з дисципліни
“Архітектура комп’ютерів” на тему:
“Проектування комп’ютера”
Виконав:
ст. гр. КІ-34
Тітко М. І.
Прийняла:
ст. викл.
Ногаль М. В.
Львів 2010
Анотація
Курсовий проект з дисципліни "Архітектура комп’ютера являє собою підсумок у вивченні предмету "Архітектура комп’ютерів ч.1". Протягом його виконання необхідно засвоїти знання про принципи дії та архітектуру прототипних варіантів CISC - комп’ютера. Також під час виконання курсової роботи необхідно зрозуміти та опанувати інструкції асемблерної мови і принцип трансляції асемблерної програми у машинний код.
Даний курсовий проект складається з трьох частин:
ü Розробка програми-асемблера, яка перетворює вхідний асемблерний код програми у відповідний код на мові машинних інструкцій.
ü Розробка поведінкового симулятора результуючого машинного коду.
ü Розробка тестової програми на асемблерній мові.
Також до записки з курсової роботи входять додатки, з вихідними кодами програми-асемблера, симулятора і кодом тестової програми з результатами її виконання.
Зміст
Вступ
Система команд
Способи адресації
Вихідні дані на проектування
Роз'яснення та аналіз основних принципів побудови комп'ютерів на прикладі визначених на реалізацію інструкцій
Перевірка правильності роботи реалізованих команд у прикладах
Висновок
Література
Додатки
Вступ Архітектурні принципи
В ході виконання даного курсового проекту студент має ознайомитись та опанувати архітектуру CISC - комп’ютера. Приведемо основні принципи даної архітектури, які запропонував Джон фон Нейман:
1. Інформація кодується в двійковому представленні.
2. Інформація в комп’ютері ділиться на команди і дані.
3. Різнотипні за змістом слова розрізняються за способом застосування, а не по способу кодування.
4. Слова інформації розміщаються в комірках пам’яті та ідентифікуються номерами комірок - адресами слів.
5. Пам’ять є лінійною.
6. Пам’ять має довільну адресацію.
7. Команди і дані зберігаються в одній пам’яті.
8. Алгоритми представляються у вигляді послідовності керуючих слів, як називаються командами. Команда визначається найменуванням операції та слів інформації, які в ній приймають участь. Алгоритм записаний у вигляді послідовності команд, називається програмою.
9. Весь набір виконуваних комп’ютером команд називається системою команд комп’ютера.
10. Виконання обчислень, які визначені алгоритмом, являють собою послідовне виконання команд в порядку визначеному програмою.
Для виконання задачі на комп’ютері необхідно:
- забезпечити вибірку команди програми із його пам’яті в заданій послідовності, організувати звернення до неї за відповідними адресами;
- забезпечити розпізнавання типів виконуваних операцій;
- організувати звернення до пам’яті за відповідними адресами для вибірки необхідних для виконання кожної команди даних;
- організувати виконання над даними операцій відповідно до вказівок команд;
- запам’ятати результат обчислень.
Комп'ютер виконує кожну команду як послідовність простих операцій:
1. Вибірка чергової команди із основної пам'яті.
2. Визначення типу вибраної команди, тобто її дешифрування.
3. Визначення адрес даних, необхідних для виконання цієї команди.
4. Виконання операцій пересилання даних (зчитування даних із пам'яті в регістри процесора).
5. Виконання операції відповідно до її коду в полі коду операції команди.
6. Визначення адрес, за якими запам'ятовуються результати.
7. Запам'ятовування результатів.
8. Підготовка до виконання наступної команди, тобто обчислення її адреси.
Для процесора комп'ютера із складною системою команд характерні наступні
особливості:
- виконання команди за багато тактів, оскільки для цього потрібно здійснити багаторазові операції звернення до основної пам'яті та до програмно-доступних регістрів процесора;
- орієнтація АЛП на виконання великої кількості операцій, що пов'язано з розширеним складом системи команд;
- складна система розпізнавання команди, що пов'язано з великою кількістю методів адресації та великою кількістю форматів команд різної розрядності;
- програмне дешифрування команд з метою зменшення затрат обладнання;
- складна організація конвеєризації виконання команд, що пов'язано, в першу чергу, з різнотипністю їх виконання;
- орієнтація структури на виконання команд типу регістр-пам'ять та пам'ять-пам'ять.
Основні елементи процесора - арифметико-логічний пристрій, пристрій керування і регістрова пам'ять або, як її ще називають, надоперативний запам'ятовуючий пристрій. ............
