рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Машинные слова и байты

Машинные слова и байты - раздел Компьютеры, Архитектура компьютеров Все Компьютеры От Самых Маленьких До Сверхбольших Хранят В Памяти И Обрабатыв...

Все компьютеры от самых маленьких до сверхбольших хранят в памяти и обрабатывают информацию, представленную в виде двоичных последовательностей – последовательностей битов, принимающих значения либо 0, либо 1. Именно в такой форме представляются команды программ и все данные. Многообразие форм представления данных на клавиатурах, экранах мониторов, устройствах ввода графической информации и изображений, печатающих устройствах и т.д. свидетельствует только о том, что все вводимые в компьютер данные преобразуются в двоичную форму представления, как правило с помощью программ, и все выводимые из компьютера данные подвергаются обратному преобразованию – переводятся опять же программами из двоичных последовательностей в общепринятые формы представления результатов вычислений. Таким образом биты – внутрикомпьютерная форма представления программ и данных, основанная на простоте выполнения операций над двоичными сигналами при их передаче и преобразовании.

Однако для представления команд программ, целых и действительных чисел, логических значений, текстовых строк, чертежей и т.д. необходимы последовательности битов, представляющие команды программ, текстовые строки разной длины и т.д. Полупроводниковые запоминающие устройства хранят данные в ячейках постоянной длины. Поэтому необходимо в первую очередь определить длины слов, размещаемых в ячейках полупроводниковой памяти – оперативной и сверхоперативной памяти компьютера и регистровой памяти процессора.

В компьютерах общего применения, используемых для решения научно-технических и коммерческих задач, самым значимым устройством является процессор, длина слова которого предопределяет большинство характеристик компьютера: быстродействие и производительность, стоимость процессора и т.д. На сегодняшний день длина слова в персональных компьютерах составляет 32 бита, а большинство серверов обрабатывают 64-битные слова. При этом система команд процессора позволяет выполнять операции над словами удвоенной длины: 64-битными словами в персональных компьютерах и 80-битными словами в серверах. При этом сверхоперативная память и в персональных компьютерах, и в серверах имеет длину слов, совпадающую с длиной слова процессора: 32 разряда для персональных компьютеров и 64 разряда для серверов. Однако длина слова, хранимого в ячейке оперативной памяти, как правило увеличивается как минимум в два раза, чтобы с использованием сверхоперативной памяти сократить разрыв между высоким быстродействием процессора и низким быстродействием оперативной памяти (см. рис. 1.8). Таким образом, длина слова оперативной памяти может составлять 64 разряда в персональных компьютерах и как минимум 128 разрядов в серверах. При этом каждое обращение к оперативной памяти сопровождается пересылкой в сверхоперативную память по крайней мере слова двойной длины, в результате чего увеличивается вероятность того, что последующее обращение процессора к сверхоперативной памяти будет обслужено без обращения к оперативной памяти.

Компьютеры общего применения обрабатывают крайне широкую номенклатуру команд и данных: команды разной длины, целые и действительные числа с разным диапазоном значений и, следовательно, имеющие разную длину, текстовые строки, насчитывающие от нескольких символов до десятков и сотен символов, последовательности из многих мега-, гига- и терабайтов данных и крайнее разнообразие специальных структур данных. В связи с этим адресация данных производится как правило с точностью до одного байта. Например, адрес ячейки памяти, формируемый процессором персонального компьютера имеет следующую структуру:

 

31 0

 
 


,

 
 


Адрес слова Адрес

байта

где b31b30b1b0 – 32-разрядный адрес байта, который разделяется на 30-разрядный адрес слова памяти b31b30b3b2 и адрес байта в 32-разрядном слове b1b0 = 00, 01, 10 или 11. Аналогичную структуру имеет адрес, формируемый сервером, однако длина адреса возрастает на несколько разрядов и адрес байта в слове имеет длину три двоичных разряда. Таким образом, персональный компьютер позволяет адресовать 232 = 4 Гбайта памяти, а серверы обеспечивают адресацию значительно большего числа ячеек памяти – от 236 = 64 Тбайта и более.

Естественно, что в ячейках памяти команды программ, числа и логические значения хранятся записанными слева направо – от старших разрядов к младшим. Однако для записи текстовых строк, состоящих из последовательностей байтов, используется два стандарта: запись текстовой строки слева направо, как это принято в большинстве компьютеров IBM и компьютерах Sun Microsystems, и запись строки справа налево, как это принято в компьютерах IBM PC и Intel. В результате этого возникает сложная проблема по передаче программ и данных между компьютерами, работающими с разными способами записи текстовых строк.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Архитектура компьютеров

Операции выполняемые компьютерами... Операция это действие инициируемое одной командой и реализуемое аппаратурой... Эффективность набора операций это степень соответствия набора назначению компьютера т е классу алгоритмов для...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Машинные слова и байты

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Коды с обнаружением и исправлением ошибок
Компьютер при передаче данных между устройствами и при выполнении вычислений может делать ошибки из-за сбоев и отказов аппаратуры. Если компьютер не оснащен средствами для обнаружения и исправления

Представление данных в компьютерах
Компьютеры оперируют с данными трех основных типов: числами, строками символов и логическими значениями. Отметим, что адреса относятся к типу числовых данных. Двоичные числа.

Способы адресации данных
Элементы информации, участвующие в операциях, именуются с помощью адресов, указываемых в командах. Для различных применений разработано большое число способов представления адресов в командах и дос

Системы команд компьютеров
Команда – это упорядоченная совокупность битов, представляющая наименование операции, инициируемой командой, и адреса операндов, участвующих в выполнении операции. Основная характеристика ко

Режимы работы компьютеров
Режим работыкомпьютера определяется порядком прохождения задач через компьютер и в первую очередь – количеством задач, параллельно обрабатываемых компьютером. Синонимом термина режим работы

Средства мультипрограммирования
Для обеспечения мультипрограммирования, необходимо, чтобы компьютер обладал следующими средствами и функциональными возможностями. 1. Емкость памяти компьютера должна быть достаточна для р

Организация прерывания программ
Назначение системы прерывания – реагировать на определенные события путем прерывания работы процессора по выполнению программы и переключения процессора на выполнение другой программы, обслуживающе

Средства защиты памяти
Средства защиты памяти обеспечивают проверку адреса при каждом обращении к памяти. Адрес считается корректным, если он принадлежит области памяти, которая выделена программе, выполняемой процессоро

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги