Страница: 9/12
фирмы ZILOG и транспьютер Т424 фирмы INMOS. Если первые три процессора
представляют собой естественную эволюцию своих 16-битных предшествен-
ников и имеют обычную архитектуру, то в транспьютере реализован совер-
шенно новый подход к архитектуре машины. По существу, он является
RISC-процессором (компьютер со сокращенной системой команд) в отличие
от CISC-процессора (компьютер со сложной системой команд).
Транспьютер спроектирован для работы в мультиплексорной конфигу-
рации, т.е. несколько транспьютеров параллельно выполняют одну прог-
раммную задачу. Разработка RISC-процессора является попыткой отойти от
эволюционного развития ЦП с постепенным усложнением системы команд.
Несколько исследовательских организаций и университетов попытались
разработать ЦП с намного меньшим числом команд, что обеспечивает зна-
чительное повышение его производительности.
Важнейшие особенности " чистого " RISC-процессора заключаются в
однотактной работе (многочисленные обращения к памяти не предусмат-
риваются) и аппаратном управлении (выполнение команд опирается на
быстро действующие схемы, а не на микрокод в отличие от обычных МП , в
которых применяется медлительное управление через табличный микрокод,
определяющий операции ЦП в каждой команде). Промышленный выпуск
32-битных RISC-процессоров пока освоили только фирмы INMOS (транспь-
ютер) и ACORN (ARM - ACORN Mashine). Не исключено, что в архитектурах
будущих компьютеров будет преобладать данный подход для обеспечения их
более высокой производительности.
В 32-битных процессорах 80386, МС8020 и Z80000 используются
кэш-память для команд и управление памятью, о которой необходимо ска-
зать несколько слов. Очень быстрая кэш-память встроена в сам ЦП,
либо помещается между основной памятью.Большая основная память всегда
реализуется на микросхемах динамических ЗУПВ, которые хотя и дешев-
ле,но менее быстродействующие по сравнению со статическими ЗУПВ. Если
наиболее часто адресуемые команды и данные хранить в быстродействую-
щей кэш-памяти на микросхемах статических ЗУПВ, то можно ускорить
выполнение программы.
В большинстве программ наблюдается тенденция обращений к одним и
тем же адресам памяти. В кэш-памяти хранится содержимое этих адресов
вместе с самими адресами. Когда при выполнении программы потребуется
содержимое одного из этих адресов, например считывается команда прог-
раммы, кэш-память производит очень быстрое сравнение , определяя, не
соответствует ли тэг (признак) запрошенного ЦП адреса одному из храни-
мых в кэш-памяти элементов. В случае успеха (попадания) команду можно
считать из кэш-памяти, не обращаясь к медленной основной памяти. Чтобы
оправдать применение Кэш-памяти, коэффициент попаданий должен быть
достаточно высоким (обычно более 80% ). Типичный размер кэш-памяти
составляет 4 Кбайта. Очевидно, чем больше кэш-память, тем выше коэффи-
циент попаданий.
Управление памятью, введенное в 32-битные процессоры, предназна-
чается для максимального распределения областей памяти между различны-
ми программами (и их данными), а также для обеспечения защиты прог-
рамм. Это устройство может быть встроено в ЦП или быть выполнено в ви-
де отдельной микросхемы, Устройство управления памятью преобразует
формируемый ЦП логический адрес памяти в физический адрес, который и
подается в память. Следовательно, ОС передает управление от одной
программы к другой,причем обе программы разделяют один и тот же диапо-
зон логических адресов, но в физической памяти они расположены отдель-
Реферат опубликован: 29/10/2008