Лекція №1.
Предмет і задачі курсу. Вступ до системної архітектури процесорів та комп’ютерів.Термінологія родини процесорів Р6.
Науково-технічний прогрес у галузі розробки мікропроцесорів та мікропроцесорних комплектів за останні роки досягнув достатньо високих границь. З кожним місяцем відбувається зменшення споживаної потужності, габаритних розмірів, покращення експлуатаційних параметрів з одночасним підвищенням тактової частоти роботи процесорів.
На теперішній час світовими лідерами у гадузі розробки та випуску мікропроцесорів є такі фірми, як Intel, AMD, Cyrix, IBM та деякі інші. Провідну позицію серед цих фірм займає Intel. Фактично, ця фірма першою розробляє стандарти, технології, впроваджує випуск продукції, а решта – випускають Intel - сумісні процесори, причому в деяких випадках внутрішні архітектурні рішення можуть бути кращими від оригінальних розробок Intel.
Оскільки нові покоління мікропроцесорів надходять дуже часто, важливим є знання особливостей кожного з них, що дозволяє найбільш повно використовувати їх функціональні можливості. Наприклад, програми, що написані для мікропроцесора i8086 можуть виконуватись на всіх наступних поколіннях даного процесора, але, можливо, врахування деяких особливостей задачі дозволило б підняти продуктивність її розв’язання не тільки за рахунок підвищеної тактової частоти роботи процесора і покращених архітектурних рішень, але й за рахунок нововведень, що притаманні лише даній моделі процесора.
Основною задачею курсу є прищеплення знань та навичок розробки проблемного та системного програмного продукту, що вимагає точного припасування до системної архітектури процесорів і комп’ютерів.
32-розрядні члени родини процесорів Intel забезпечують широку підтримку операційних систем, а також для засобів розробки програмного забезпечення. Ця підтримка є частиною архітектури процесорів системного рівня і включає можливості для забезпечення наступних операцій:
управління пам’яттю
захист модулів програмного забезпечення
багатозадачність
обробка виключень і переривань
багатопроцесорність
управління КЕШем
управління апаратним забезпеченням і живленням
відлагодження і контроль продуктивності
Багато архітектурних особливостей системного рівня використовується системноми програмістами.
Системна архітектура процесорів складається з множини регістрів, структур даних, інструкцій, створених для підтримки основних операцій системного рівня, таких як управління пам’яттю, обробка виключень і переривань, управління задачами, багатопроцесорність. На рисунку зображено узагальнену структуру системних регістрів і структур даних.
EMBED PBrush
Матеріал, що буде викладений в даному курсі, має відношення в основному до 32-розрядних процесорів Intel, що включає Intel386, Intel486, Pentium і процесори родини P6. Родина процесорів P6 включає процесори Pentium Pro та Pentium II, а також майбутні процесори, що базуються на цій самій архітектурі.
Системна архітектура комп’ютерів представляє собою, фактично, процесор та засоби під’єднання до процесора всієї переферії.