По реализуемой модели вычислений -управляемые потоком команд, данных, запросов.
По составу и типу системы команд (cisc risc VLIW).
По уровням распараллеливания.
По месту хранения операндов.
Архитектуры процессоров по способу хранения:
1) аккумуляторная;
2) регистровая;
3) с выделенным доступом к памяти;
4) стековая.
Аккумуляторная архитектура
Имеется специальный регистр аккумулятор, используемый в большинстве машинных команд как источник одного из операндов и место сохранения результата.
Схема:
Достоинства:
хранение в команде адреса только одного операнда
один канал считывания данных из основной памяти
«короткие» пересылки между АЛУ и регистрами
Недостатки:
- Большое кол-во доп. команд передачи данных из памяти в аккумулятор.
Регистровая архитектура.
Процессор включает в себя массив регистров, где могут находиться операнды и результаты.
Процессоры поддерживают арифметические и логические операции типа «регистр-регистр», «регистр-память» и «память-память»
Схема:
Достоинства:
Поддерживаются операции
-нет «узкого горлышка» - аккумулятора, как в аккумуляторной архитектуре.
-операнды из памяти и регистров используются в произвольной комбинации
Недостатки:
-сложная аппаратная структура с несколькими логическими каналами считывания из основной памяти
- требуется более сложный декодер команд
-пересылки память -регистры выполняются через АЛУ
Архитектура с выделенным доступом к памяти.
Процессор включает в себя массив регистров, где находятся операнды и результаты.
Перед обработкой операнды обязательно загружаются в регистры. Регистровый файл большого объема, для того чтобы минимизировать пересылки с памятью. Результат и операнды загружаются в память только в конце крупных процедур.
Схема:
Достоинства
- более простой вариант регистровой архитектуры, который не использует операнды из памяти(кроме пересылки их из памяти в рон перед началом операции).
-Пересылки из памяти в регистры не используют АЛУ
Недостатки:
-Обязательно нужно пересылать из памяти в регистры операнды. А это дополнительные подготовительные операции. Компенсируется за счет увеличение массива регистров.
Стековая архитектура.
В качестве регистрового файла используется стек. Данные в стек записываются/считываются из основной памяти с помощью команд push и pop. Для выполнения операций в стековых машинах требует сохранение данных в специальном порядке, в соответствии с дисциплиной доступа LIFO (обратная польская запись). Например, выражение a=a+b+a*c будет записано как a=ab+ac*+ и в таком же порядке выполняются загрузки в стек и выполнение операций.
Схема:
Достоинства:
- малый размер команды (нет адресной части, кроме команд обмена между стеком и памятью)
- простота аппаратной структуры
Недостатки:
- отсутствие произвольного доступа к памяти, необходимо четко организовывать данные под порядок их обработки
- сложность оптимизации кода
-необходимо пересылать данные в стек перед обработкой или постоянно хранить там
Многошинная структура ПК на базе старших моделей процессоров Pentium. Назначение и основные функции северного и южного мостов (хабов). Стандартные интерфейсы (PCI, IDE, SCSI, USB, AGP), используемые в ПК, и их особенности.
Основные особенности:
1. Расширены функции мостов, теперь они называются концентраторами(хаб). Для NB используется наименование GMCH – Graphics and Memory Controllers Hub – концентратор контроллеров графики и памяти. Для SB – ICH – Integrated Controllers Hub или Input/Output Controllers Hub – концентратор контроллеров В/В.
2. Связь между хабами GMCH и ICH осуществляется не по стандартизованной шине PCI, а по отдельной высокоскоростной специализированной шине (шина является закрытой).
3. Отсутствует шина ISA, вместо нее введена шина LPC – Low Pin Count – малое число контактов, особенностью которой является отсутствие слотов (разъемов)
4. Добавлены AHR-порты для подключения модемов и звуковых карт через интерфейс AC-Link.
5. Использование специальной шины AGP для подключения монитора.
AGP предназначен только для подключения видеоадаптера, позволяя ему использовать ОП и избавляя его от необходимости делить с другими устройствами шину PCI.
Основные интерфейсы:
PCI - Занимает особое место в архитектуре ПК, являясь высокоскоростной шиной расширения, соединяет системную шину с шинами (интерфейсами) ВВ.
IDE - При использовании IDE основной контроллер диска встроен в чипсет (входит в состав южного моста), ответная часть контроллера размещена в самом устройстве (накопителе на жестком диске). К интерфейсам IDE можно подключать до четырех устройств.
SCSI - требует отдельного контроллера.
Достоинства SCSI:
1) большее число подключаемых ВУ по сравнению с IDE (в IDE до четырех);
2) возможность большого удаления подключения устройств до 25 метров (для IDE не более 0,5 метров);
3) возможность параллельной работы всех устройств, подключенных к интерфейсу (для IDE может быть активным только одно устройство).
Недостатки SCSI:
Высокая стоимость, в частности дорогие кабели, примерно в 2 раза дороже, чем у IDE.