 |
Архитектура с выделенным доступом к памяти
|
|
|
|
В архитектуре с выделенным доступом к памяти обращение к основной памяти возможно только с помощью двух специальных команд: load и store. В английской транскрипции данную архитектуру называют Load/Store architecture. Команда load (загрузка) обеспечивает считывание значения из основной памяти и занесение его в регистр процессора (в команде обычно указывается адрес ячейки памяти и номер регистра). Пересылка информации в противоположном направлении производится командой store (сохранение). Операнды во всех командах обработки информации могут находиться только в регистрах процессора (чаще всего в регистрах общего назначения). Результат операции также заносится в регистр. В архитектуре отсутствуют команды обработки, допускающие прямое обращение к основной памяти. Допускается наличие в АСК ограниченного числа команд, где операнд является частью кода команды.
АСК с выделенным доступом к памяти характерна для всех вычислительных машин с RISC-архитектурой. Команды в таких ВМ, как правило, имеют длину 32 бита и трехадресный формат. В качестве примеров вычислительных машин с выделенным доступом к памяти можно отметить HP PA-RISC, IBM RS/6000, Sun SPARC, MIPS R4000, DEC Alpha и т. д. К достоинствам АСК следует отнести простоту декодирования и исполнения команды.
СИСТЕМЫ счисления
Понимание порядка представления чисел в двоичной, десятичной и шестнадцатеричной системах счисления является одним из необходимых условий успешного программирования. Система счисления – это совокупность правил записи чисел. Системы счисления подразделяются на позиционные и непозиционные. Непозиционные системы счисления появились раньше позиционных. Они характеризуются тем, что в них символы, обозначающие то или иное число (то есть цифры), не меняют своего значения в зависимости от местоположения в записи этого числа. Классическим примером такой системы счисления является римская. В ней для записи чисел используются буквы латинского языка. При этом буква I означает единицу, V – пять, X – десять, L – пятьдесят, C – сто, D – пятьсот, M – тысячу. Для получения количественного эквивалента числа в римской системе счисления необходимо просто просуммировать количественные эквиваленты входящих в него цифр. Исключение из этого правила составляет случай, когда младшая цифра находится перед старшей, - в этом случае нужно не складывать, а вычитать число вхождений этой цифры. Например: DLXXVII=500+50+10+10+5+1+1=577 или CDXXIX=500-100+10+10-1+10=429.
|
|
|
В позиционной системе счисления количество символов в наборе равно основанию системы счисления. Место каждой цифры в числе называется позицией. Номер позиции символа (за вычетом единицы) называется разрядом. Каждой цифре соответствует определенный количественный эквивалент. Введем обозначение – запись A(p) будет означать количественный эквивалент числа А, состоящего из n цифр a(k) (где k=0,…,n-1) в системе счисления с основанием p. Это число можно представить в виде последовательности цифр:
A(p)=an-1an-2…a1a0. При этом, конечно, всегда выполняется неравенство a(k)<p.
В общем случае количественный эквивалент некоторого положительного числа A в позиционной системе счисления можно представить выражением:
A(p)=an-1*pn-1+ an-2*pn-2+…+ a1*p1+ a0*p0, (1)
где p – основание системы счисления (некоторое целое положительное число), а – цифра данной системы счисления, n – номер старшего разряда числа.
Для получения количественного эквивалента числа в некоторой позиционной системе счисления необходимо сложить произведения количественных значений цифр на степени основания, показатели которых равны номерам разрядов (обратите внимание на то, что нумерация разрядов начинается с нуля).
|
|
|
Двоичная система счисления
Набор цифр для двоичной системы счисления – {0,1}, основание степени (p) – 2. Количественный эквивалент некоторого целого n-значного двоичного числа вычисляется согласно формуле (1):
A(2)=an-1*2n-1+ an-2*2n-2+…+ a1*21+ a0*20. (2)
Наличие этой системы обусловлено тем, что компьютер построен на логических схемах, имеющих в своем элементарном виде только два состояния – включено и выключено. Производить счет в двоичной системе просто для компьютера, но сложно для человека.
Рассмотрим двоичное число 10100111.
Вычислим десятичный эквивалент этого двоичного числа. Согласно формуле (2), это будет величина, равная следующей сумме:
1*27+0*26+1*25+0*24+0*23+1*22+1*21+1*20=167
Сложение и вычитание двоичных чисел выполняется так же, как и в других позиционных системах счисления, например десятичной. Точно так же выполняется заем (перенос) единицы из младшего разряда в старший разряд.
Шестнадцатеричная система счисления.
Шестнадцатеричная система счисления имеет набор цифр {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} и основание степени (p) – 16.
Количественный эквивалент некоторого целого n-значного шестнадцатеричного числа f45ed23c равен:
15*167+4*166+5*165+14*164+13*163+2*162+3*161+12*160.
Приведем соответствие двоичных чисел и их десятичных и шестнадцатеричных эквивалентов.
| Десятичное число | Двоичная тетрада | Шестнадцатеричное число |
| A | ||
| B | ||
| C | ||
| D | ||
| E | ||
| F | ||
Поначалу запомнить эти соотношения сложно, поэтому полезно иметь под руками некоторую справочную информацию. Приведенная таблица содержит представления десятичных чисел из диапазона 0-16 в двоичной и шестнадцатеричной системах счисления. Ее удобно использовать для взаимного преобразования чисел в рассмотренных трех системах счисления. Шестнадцатеричная система счисления при вычислениях несколько сложнее, чем двоичная, в частности, в том, что касается правил переносов в старшие разряды. Главное здесь запомнить следующее равенство – (1+F=10)16.
|
|
|
