Как называется элементарная операция из которых состоит выполнение каждой команды процессора
Микрооперация – элементарное действие в процессе выполнения команды (например, передача адреса на вход ЗУ).
Последовательность микрооперация, необходимая для выполнения команды, реализующая ее алгоритм, называется микропрограммой выполнения команды.
Результат выполнения микропрограммы сводится к формированию последовательности управляющих сигналов, приводящих к реализации соответствующих микроопераций. Можно утверждать, что каждый управляющий сигнал это и есть микрооперация. При этом управляющий сигнал должен формироваться в определенный момент времени, определяемый логикой работы процессора.
Обеспечение временной синхронизации микрокоманд обеспечивается специальной службой управления времени.
Такт – минимальный квант времени.
Т – период такта, определяемый тактовой частотой f= 1/T.
В таких генераторах используют кварц (стабильная резонансная частота).
Любое действие, выполняемое в операционном блоке, описывается некоторой микропрограммой и реализуется за один или несколько тактов.
Элементарная функциональная операция, выполняемая за один тактовый интервал и приводимая в действие управляющим сигналом, называется микрооперацией Совокупность микроопераций, выполняемых в одном такте, называется микрокомандой (МК).
Если все такты должны иметь одну и ту же длину, а именно это имеет место при работе компьютера, то она устанавливается по самой продолжительной микрооперации. Микрокоманды, предназначенные для выполнения некоторой функционально законченной последовательности действий, образуют микропрограмму.
В микропрограммных УУ каждой команде ставится в соответствие совокупность хранимых в специальной памяти слов – микрокоманд. Каждая из микрокоманд содержит информацию о микрооперациях, подлежащих выполнению в данном такте, и указание, какое слово должно быть выбрано из памяти в следующем такте.
Процесс функционирования ВМ состоит из последовательности пересылок инфы между ее узлами и элементарных действий, выполняемых в узлах. Любое элементарное действие производится при поступлении соответствующего сигнала управления из микропрограммного аппарата устройства управления. Элементарные пересылки или преобразование инфы, выполняемые в течении одного такта сигналов синхронизации называется микрооперацией. В течении одного такта могут выполнятся несколько микроопераций. Совокупность сигналов управления, вызывающих микрооперацию, выполняемых в одном такте – называют микрокомандой. Последовательность микрокоманд – микропрограмма. Микропрограммное управление, вид иерархического управления работой цифровых вычислительных машин, при котором каждая команда является обращением к последовательности т. н. микрокоманд, обычно более низкого уровня, чем сама команда. Набор микрокоманд называется микропрограммой и обычно хранится в постоянной памяти ЦВМ, составляющей неотъемлемую часть устройства управления. Записанные в памяти микрокоманды определяют работу всех устройств машины, выбирая в каждом такте нужные совокупности элементарных машинных операций, а последовательность микрокоманд обеспечивает выполнение заданной команды. Микрокоманда может содержать три части: оперативную, в которой указываются управляющие входы всех исполнительных устройств машины; адресную, определяющую адрес следующей микрокоманды с учётом условий логических переходов (передач управления); временную, определяющую время выполнения микрокоманды. При этом код конкретной операции программы совпадает с адресом первой микрокоманды соответствующей микропрограммы. Достоинства М. у. состоят в том, что оно обеспечивает операционную гибкость ЦВМ и возможность изменения системы команд и состава машинных операций в зависимости от особенностей решаемых задач и условий применения машины; позволяет сравнительно престо реализовать различные сложные операции при значительной экономии машинного времени; даёт возможность строить диагностические микротесты для определения с большой точностью места неисправности в машине. Основной недостаток, обусловливающий ограниченное распространение М. у., — необходимость применения быстродействующих запоминающих устройств небольшого объёма (несколько тыс. слов) с временем обращения, соизмеримым с временем выполнения элементарных операций в исполнительных устройствах
Процессор — это устройство, предназначенное для автоматического считывания команд программы, их расшифровки и выполнения.
Название «процессор» происходит от английского глагола to process — обрабатывать. Процессор, изготовленный в виде микросхемы — электронной схемы на одном кристалле кремния, — называется микропроцессором (рис. 2.1).
Рис. 2.1
В любой процессор обязательно включены две важные части:
• арифметико-логическое устройство (АЛУ), в котором выполняется обработка данных;
• устройство управления (УУ), которое выполняет программу в автоматическом режиме (без участия человека) и обеспечивает согласованную работу всех узлов компьютера.
Программа — это последовательность команд процессора.
Примеры простейших команд — сложение или деление чисел, копирование данных из одного места памяти в другое. Процессор также может сравнить два числа, определить, какое из них больше (меньше), и даже перейти по результатам этого сравнения к разным частям программы.
Выполнение каждой команды состоит из элементарных действий, которые называются микрокомандами. Простые команды состоят из нескольких микрокоманд, более сложные (например, умножение) могут включать несколько десятков микрокоманд. Разбиение команд на микрокоманды в различных процессорах может быть сделано по-разному.
Каждая из микрокоманд запускается с помощью управляющего импульса от источника (генератора) импульсов. Интервал между двумя соседними импульсами называется тактом (рис. 2.2). Очевидно, что чем чаще поступают импульсы, тем быстрее будет выполняться программа. Поэтому скорость поступления тактовых импульсов может быть характеристикой быстродействия процессора.
Рис. 2.2
Тактовая частота — это количество тактовых импульсов в секунду.
Обычно процессор выполняет за один такт одну простую команду (например, сложение двух чисел). Тогда при тактовой частоте 4 ГГц (4 гигагерца, т. е. 4 миллиарда импульсов в секунду) за одну секунду выполняется около 4 миллиардов таких операций.
Другая характеристика быстродействия процессора — его разрядность. Как вы знаете, все данные хранятся в компьютере в виде цепочек нулей и единиц. Каждый элемент памяти, куда можно записать 0 или 1, называется битом, потому что хранит 1 бит информации.
Разрядность — это максимальное количество битов, которые процессор способен обработать за одну команду.
Современные компьютеры за одну команду могут обработать 64 бита данных.
Как вы думаете, почему увеличение разрядности процессора может привести к ускорению обработки данных? В каких задачах оно может оказаться бесполезным?
Следующая страница Память
Cкачать материалы урока
Каждая программа состоит из отдельных машинных команд; команда является указанием процессору произвести какую-либо элементарную операцию, например, копирования информации, сложения
и др. Все программы более высокого уровня (текстовый редактор, лазерный проигрыватель и прочие, в том числе написанные на языках программирования) сводятся к последовательности машинных команд.
Совокупность всех операций, которые может выполнять машина, образует систему ее команд. Система команд зависит от конструкции ЭВМ;
в пределах одного семейства компьютеры имеют совместимые инструкции.
Несмотря на отдельные отличия, системы машинных команд имеют много общего. Любая ЭВМ обязательно содержит следующие группы команд обработки информации.
1. Команды передачи данных (перепись), копирующие информацию из одного места в другое.
2. Арифметические операции, которым фактически обязана своим рождением вычислительная техника. Конечно, доля вычислительных действий в современном компьютере заметно уменьшилась, но они по-прежнему играют в программах важную роль.
3. Логические операции, позволяющие компьютеру производить анализ получаемой информации. После выполнения такой команды, с помощью условного перехода ЭВМ способна выбрать дальнейший ход выполнения программы. Простейшими примерами команд рассматриваемой группы могут служить сравнение, а также известные логические операции И, ИЛИ, НЕ (инверсия). Кроме того, к ним часто добавляется анализ отдельных битов кода, их сброс и установка.
4. Сдвиги двоичного кода. Для доказательства важности этой группы команд достаточно вспомнить правило умножения столбиком: каждое последующее произведение записывается в такой схеме со сдвигом на одну цифру влево.
5. Команды ввода и вывода информации для обмена с внешними устройствами.
6. Команды управления, к которым прежде всего следует отнести условный и безусловный переход, а также команды обращения к подпрограмме (переход с возвратом). Некоторые ЭВМ имеют специальные команды для организации циклов, но это не обязательно: любой цикл может быть сведен к той или иной комбинации условного и безусловного переходов. Часто к этой же группе команд относят операции по управлению процессором; с ростом сложности устройства процессора количество такого рода команд увеличивается.
По степени сложности команд и их ассортименту процессоры разделяют на две группы — RISC и CISC (см. “Процессор”).
Пожалуй, наиболее удивительным является тот факт, что с помощью относительно небольшого многообразия универсальных команд удается создать программное обеспечение, которое способно себя вести весьма сложным образом.
Любая команда ЭВМ обычно состоит из двух частей — операционной и адресной. Операционная часть (иначе она еще называется кодом операции — КОП) указывает, какое действие необходимо выполнить с информацией. Адресная часть описывает, где используемая информация хранится и куда поместить результат.
Команды могут быть одно-, двух- и трехадресные в зависимости от количества возможных операндов. Первые ЭВМ имели наиболее простую и наглядную трехадресную систему команд. Например: взять числа из адресов памяти А1 и А2, сложить их и сумму поместить в адрес А3. Для реализации этого сложения на одноадресной машине потребуется выполнить не одну, а три команды:
a) извлечь содержимое ячейки А1 в сумматор;
b) сложить сумматор с числом из А2;
c) записать результат из сумматора в А3.
Может показаться, что одноадресной машине для решения любой задачи потребуется втрое больше команд, чем трехадресной. На самом деле это далеко не всегда так. Попробуйте самостоятельно спланировать программу вычисления выражения Y = (X1 + X2) * X3/X4 и вы с удивлением обнаружите, что потребуется 3 трехадресных команды и всего 5 одноадресных. Таким образом, одноадресная машина в чем-то даже эффективнее, т.к. она не производит ненужной записи в память промежуточных результатов.
Ради полноты изложения следует сказать о возможности реализации безадресной (нульадресной) машины, использующей особый способ организации памяти — стек. Хотя подобная машина неудобна для человека, она легко реализуется в компьютере; в частности, именно так устроена JAVA-машина.
Чтобы получить хотя бы некоторое представление об уровне машинных команд, приведем примеры нескольких типичных инструкций для процессоров семейства Intel.
С точки зрения программиста, машинные команды — это самый низкий уровень. Но для процессора каждая инструкция распадается на еще более простые составные части, которые принято называть тактами. На каждом такте процессор выполняет какие-либо совсем элементарные действия, например, обнуляет один из своих внутренних регистров, копирует содержимое из одного регистра в другой, анализирует содержимое отдельных битов информации и т.д. Для синхронизации последовательных машинных тактов они инициируются с помощью специального тактового генератора. Его частота выбирается инженерами таким образом, чтобы к началу следующего такта все операции предыдущего успевали надежно заканчиваться.
Различные по сложности операции выполняются за разное количество тактов. Например, передача содержимого одного регистра в другой выполняется гораздо быстрее, чем умножение чисел. Существенно удлиняется выполнение команды, если ее данные берутся не из внутренних регистров самого процессора, а из оперативной памяти (именно поэтому в процессор встраивается внутренний кэш).
Из сказанного выше отчетливо следует, что тактовая частота, определяющая время выполнения составляющих машинной команды, является важной характеристикой процессора: чем она выше, тем быстрее при прочих равных условиях работает процессор. Подчеркнем, что в случае различных алгоритмов выполнения операций внутри разных моделей процессоров использовать тактовую частоту как меру сравнения их быстродействия весьма проблематично.
Эксперименты показывают 5 , что для процессоров типа Pentium и ниже простые инструкции (пересылки, сложение регистров и т.п.) выполняются примерно за один такт. Таким образом, тактовая частота вполне может служить приблизительной оценкой количества таких операций, выполняемых за 1 секунду. Для более поздних моделей картина существенно “размывается” из-за сложных методов одновременного выполнения нескольких операций.
Методические рекомендации
Курс информатики основной школы
В базовом курсе достаточно дать ученикам лишь наиболее общее представление о машинных командах. При этом важно подчеркнуть два аспекта проблемы. Во-первых, как и любой исполнитель, компьютер имеет собственную систему команд. А во-вторых, эта система является базовой для реализации всех остальных уровней программного обеспечения.
Предложенное в статье объяснение понятия тактовой частоты не является традиционным, но оно достаточно просто для понимания и хорошо согласуется с устройством процессоров.
Курс информатики в старших классах
При изучении программного обеспечения можно рекомендовать учителю в ознакомительном плане изложить материал данной статьи. Хотя полученные знания, вероятно, не будут непосредственно применяться учениками, для формирования общих представлений об обработке информации на компьютере они являются весьма полезными.
Принципы исполнения программы в машинных командах можно также изучать с помощью известного по методической литературе приема — учебной модели ЭВМ, такой, как “Кроха”, “Нейман”, “Малютка”, и др. 6 . Достоинство такого подхода заключается в том, что учебная модель компьютера, отражая его наиболее важные черты, в то же время устроена наиболее просто и не содержит “отвлекающих” внимание учеников второстепенных деталей. На базе учебного компьютера можно продемонстрировать ученикам следующие вопросы: программный принцип работы ЭВМ, система команд, хранение данных в ОЗУ — и некоторые другие. При наличии соответствующего учебного ПО (его можно взять, например, с указанного выше сайта) можно даже продемонстрировать ученикам на базе изучаемой модели, что такое языки ассемблер и Паскаль.
5 См., например, эксперименты 3.6.2 в: Еремин Е.А. Популярные лекции об устройстве компьютера. СПб.: BHV-Петербург, 2003, 272 с.
Как называется элементарная операция, из которых состоит выполнение каждой команды процессора?
Ответ : элемент називается микрокоманда.
На странице вопроса Как называется элементарная операция, из которых состоит выполнение каждой команды процессора? из категории Информатика вы найдете ответ для уровня учащихся 1 - 4 классов. Если полученный ответ не устраивает и нужно расшить круг поиска, используйте удобную поисковую систему сайта. Можно также ознакомиться с похожими вопросами и ответами других пользователей в этой же категории или создать новый вопрос. Возможно, вам будет полезной информация, оставленная пользователями в комментариях, где можно обсудить тему с помощью обратной связи.
Архивация это когда ты берешь файл и сжимаешь его! Файл будет иметь малый вес. Разархивация это наоборот! Архивованый файл переносит в обычный.
А интересно что делать - то.
Начало→ввод A, B, C→perviy : = A, vtoroy : = A - B ; tretiy : = vtoroy + C ; →вывод perviy, vtoroy, tretiy→конец.
Раз цикл два цикл три цикл.
I = ki k = 512 N = 256, 256 = = Ответ I = 512 * 8 = 4092 бит или 0, 5 КБ. 2)В 512 килобайтах содержится4 194 304 бит.
/ / PascalABC. Net v3. 1 var n, p : integer ; begin / / 1. Вывод нечетных от 50 до 40 n : = 51 ; while n> = 41 do begin writeln(n) ; n : = n - 2 ; end ; / / 2. Произведение от 7 до 12 p : = 1 ; n : = 7 ; while n.
Будет 5 бит информации, так как 32 это 2 в 5 степени, степень означает количество бит.
Компьютер, мне кажется. Не? .
Возможно это фотолитография.
Человек встает из за стола и кидает в вора наручники и вяжет его в милицию.
© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.
1. Как называется элементарное действие, из которых состоит каждая машинная команда?
(алгоритм и машинная команда не подходят) 2.
Как называется интервал между двумя соседними управляющими импульсами, поступающими в процессор?
3. Как называется характеристика процессора, которая определяет количество тактовых импульсов за 1 секунду?
4. Как называются данные, необходимые для выполнения некоторой команды процессора?
Как называется элементарное действие, из которых состоит каждая машинная команда?
Как называется интервал между двумя соседними управляющими импульсами, поступающими в процессор?
- - - тактКак называется характеристика процессора, которая определяет количество тактовых импульсов за 1 секунду?
- - - тактовая частотаКак называются данные, необходимые для выполнения некоторой команды процессора?
Устройство, выполняющее все арифметические операции и управляющее другими блоками компьютера, называется : 1?
Устройство, выполняющее все арифметические операции и управляющее другими блоками компьютера, называется : 1.
Архивация это когда ты берешь файл и сжимаешь его! Файл будет иметь малый вес. Разархивация это наоборот! Архивованый файл переносит в обычный.
А интересно что делать - то.
Начало→ввод A, B, C→perviy : = A, vtoroy : = A - B ; tretiy : = vtoroy + C ; →вывод perviy, vtoroy, tretiy→конец.
Раз цикл два цикл три цикл.
I = ki k = 512 N = 256, 256 = = Ответ I = 512 * 8 = 4092 бит или 0, 5 КБ. 2)В 512 килобайтах содержится4 194 304 бит.
/ / PascalABC. Net v3. 1 var n, p : integer ; begin / / 1. Вывод нечетных от 50 до 40 n : = 51 ; while n> = 41 do begin writeln(n) ; n : = n - 2 ; end ; / / 2. Произведение от 7 до 12 p : = 1 ; n : = 7 ; while n.
Будет 5 бит информации, так как 32 это 2 в 5 степени, степень означает количество бит.
Компьютер, мне кажется. Не? .
Возможно это фотолитография.
Человек встает из за стола и кидает в вора наручники и вяжет его в милицию.
© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.
Совокупность команд задающих последовательность действий процессора с целью получения требуемого результата?
Совокупность команд задающих последовательность действий процессора с целью получения требуемого результата.
5. Как называется элементарное действие, из которых состоит каждая машинная команда?
5. Как называется элементарное действие, из которых состоит каждая машинная команда?
Что такое тактовая частота процессора?
Что такое тактовая частота процессора?
Как называется : команда алгоритма, в которой делается выбор : выполнять или не выполнять какую - нибудь группу команд в зависимости от условия?
Как называется : команда алгоритма, в которой делается выбор : выполнять или не выполнять какую - нибудь группу команд в зависимости от условия.
Производительность процессора является его интегральной характеристикой которая зависит от?
Производительность процессора является его интегральной характеристикой которая зависит от?
Характеристикой процессора, которая определяется максимальным временем выполнения элементарного действия, является… а) тактовая частота ; б) разрядность ; в) архитектура?
Характеристикой процессора, которая определяется максимальным временем выполнения элементарного действия, является… а) тактовая частота ; б) разрядность ; в) архитектура.
Как называются команды, образом которых является дискета?
Как называются команды, образом которых является дискета?
Совокупность команд, задающих последовательность действий процессора с целью получения требуемого результата - это?
Совокупность команд, задающих последовательность действий процессора с целью получения требуемого результата - это.
Разгадайте ребус и выберите правильное определение полученного понятия :а) некоторый объект, способный выполнить определённый набор командб) последовательность команд, которые необходимо выполнить над?
Разгадайте ребус и выберите правильное определение полученного понятия :
а) некоторый объект, способный выполнить определённый набор команд
б) последовательность команд, которые необходимо выполнить над данными для решения поставленной задачи
в) показывает количество тактов обработки данных, которые процессор производит за 1 секунду
г) это максимальная длина двоичного кода, который может обрабатываться или передаваться одновременно.
Читайте также: