R1 R2 R3 I ΑΛΜ. Καταχωρητές

Transcript

1 Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών 1

2 Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήµη Υποσύστηµα εισόδου/εξόδου 2

3 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Εκτελεί λειτουργίες στα δεδοµένα R1 R2 ΑΛΜ R3 I Καταχωρητές PC 3

4 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) αριθµητική και λογική µονάδα ή ΑΛΜ (arithmetic logic unit, ALU). Εκτελεί αριθµητικές πράξεις Μονοµελείς πράξεις: πρόσθεση/µείωση κατά ένα ιµελείς πράξεις: πρόσθεση αφαίρεση πολλαπλασ, διαίρεση και λογικές πράξεις Απλούστερη µονοµελής πράξη: άρνηση (ΝΟΤ) ιµελείς πράξεις: σύζευξη (AND), διάζευξη (OR), αποκλ. διάζευξη (XOR) καταχωρητές (registers) Γρήγορες αυτόνοµες θέσεις αποθήκευσης για την προσωρινή αποθήκευση δεδοµένων Υπάρχουν καταχωρητές εδοµένων, καταχωρητές Εντολών, Μετρητές προγράµµατος µονάδα ελέγχου (control unit) µοιάζει µε το τµήµα του ανθρώπινου εγκεφάλου που ελέγχει τη λειτουργία κάθε οργάνου του σώµατος και ο έλεγχος αυτός επιτυγχάνεται µέσω διαύλων που είναι είτε ανοιχτοί είτε κλειστοί 4

5 Κύρια Μνήµη Η κύρια µνήµη (main memory) είναι µια συλλογή από θέσεις αποθήκευσης, κάθε µία από τις οποίες διαθέτει ένα µοναδικό αναγνωριστικό που ονοµάζεται διεύθυνση. Τα δεδοµένα µεταφέρονται από και προς τη µνήµη σε οµάδες από µπιτ οι οποίες ονοµάζονται λέξεις (words). Μια λέξη µπορεί να είναι µια οµάδα των 8, 16, 32, ή µερικές φορές 64 µπιτ Αν η λέξη είναι 8 bit αναφέρεται ως byte 5

6 Χώρος ιευθύνσεων 6

7 Χώρος ιευθύνσεων Για την προσπέλαση µιας λέξης στη µνήµη χρειάζεται ένα αναγνωριστικό. Κάθε λέξη προσδιορίζεται από µια διεύθυνση. Ο συνολικός αριθµός των µοναδικά προσδιορίσιµων θέσεων στη µνήµη ονοµάζεται χώρος διευθύνσεων (address space). Για παράδειγµα, µια µνήµη 64 κιλοµπάιτ µε µέγεθος λέξης 1 µπάιτ διαθέτει χώρο διευθύνσεων µε εύρος από 0 έως (0 έως 64x1024-1). 7

8 Μονάδες Μνήµης Μονάδα κιλοµπάιτ (kilobyte) µεγκαµπάιτ (megabyte) γκιγκαµπάιτ (gigabyte) τεραµπάιτ (terabyte) πεταµπάιτ (petabyte) εξαµπάιτ (exabyte) Ακριβές πλήθος µπάιτ 2 10 (1.024) µπάιτ 2 20 ( ) µπάιτ 2 30 ( ) µπάιτ 2 40 µπάιτ 2 50 µπάιτ 2 60 µπάιτ Προσέγγιση 10 3 µπάιτ 10 6 µπάιτ 10 9 µπάιτ µπάιτ µπάιτ µπάιτ 8

9 Οι διευθύνσεις ως σχήµατα µπιτ Επειδή οι υπολογιστές λειτουργούν αποθηκεύοντας αριθµούς ως σχήµατα µπιτ, οι διευθύνσεις αναπαρίστανται και αυτές µε τον ίδιο τρόπο. Έτσι, αν ένας υπολογιστής έχει 64 κιλοµπάιτ (2 16 ) µνήµης µε µέγεθος λέξης 1 µπάιτ, τότε για τον προσδιορισµό µιας διεύθυνσης απαιτείται ένα σχήµα 16 µπιτ. 9

10 Οι διευθύνσεις ως σχήµατα µπιτ Οι διευθύνσεις µνήµης καθορίζονται µε τη χρήση µη προσηµασµένων δυαδικών ακεραίων (δεν υπάρχουν αρνητικές διευθύνσεις). Η πρώτη θέση αναφέρεται ως διεύθυνση (διεύθυνση 0), και η τελευταία θέση αναφέρεται ως διεύθυνση (διεύθυνση ). Γενικά, αν ένας υπολογιστής διαθέτει Ν λέξεις µνήµης, για την αναφορά όλων των θέσεων µνήµης απαιτείται ένας µη προσηµασµένος ακέραιος µεγέθους log 2 N µπιτ. 10

11 Οι διευθύνσεις ως σχήµατα µπιτ Ένας υπολογιστής έχει 32 MB µνήµης. Πόσα µπιτ χρειάζονται για τη διευθυνσιοδότηση κάθε µπάιτ της µνήµης; Λύση Ο χώρος διευθύνσεων της µνήµης είναι 32 MB, δηλαδή 32 x 2 20 = 2 5 x 2 20 = Αυτό σηµαίνει ότι για τη διευθυνσιοδότηση κάθε µπάιτ απαιτούνται log , δηλαδή 25, µπιτ 11

12 Οι διευθύνσεις ως σχήµατα µπιτ Ένας υπολογιστής έχει 128 MB µνήµης. Κάθε λέξη σε αυτόν τον υπολογιστή είναι 8 µπάιτ. Πόσα µπιτ χρειάζονται για τη διευθυνσιοδότηση κάθε λέξης µνήµης; Λύση Ο χώρος διευθύνσεων της µνήµης είναι 128 MB, δηλαδή Όµως, κάθε λέξη είναι 8 (2 3 ) µπάιτ, άρα έχουµε 2 24 λέξεις. Αυτό σηµαίνει ότι για τη διευθυνσιοδότηση κάθε λέξης απαιτούνται log , δηλαδή 24, µπιτ. 12

13 Τύποι Μνήµης RAM ROM 13

14 Τύποι Μνήµης RAM µνήµη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory) µπορεί να αναγνωστεί και να εγγραφεί από το χρήστη είναι «πτητική», όταν διακόπτεται η τροφοδοσία του ρεύµατος, οι πληροφορίες (πρόγραµµα ή δεδοµένα) διαγράφονται ROM µνήµη µόνο για ανάγνωση (Read-Only Memory) ο χρήστης µπορεί να διαβάσει τη ROM αλλά όχι και να γράψει σε αυτή είναι µη πτητική χρησιµοποιείται για προγράµµατα ή δεδοµένα που δεν πρέπει να διαγραφούν ή να µεταβληθούν ακόµα και όταν ο υπολογιστής κλείνει, π.χ. Το πρόγραµµα εκκίνησης 14

15 Τύποι Μνήµης RAM SRAM στατική RAM (Static RAM) χρησιµοποιεί για την αποθήκευση δεδοµένων τις παραδοσιακές πύλες φλιπφλοπ διατηρεί την κατάστασή της (0 ή 1), δηλαδή τα δεδοµένα διατηρούνται αποθηκευµένα όσο υπάρχει τροφοδοσία ρεύµατος χωρίς να χρειάζονται ανανέωση. είναι γρήγορη αλλά ακριβή 15

16 Τύποι Μνήµης RAM DRAM δυναµική RAM (Dynamic RAM) χρησιµοποιεί πυκνωτές Αν ο πυκνωτής είναι φορτισµένος, η κατάσταση είναι 1, αν είναι αφόρτιστος, η κατάσταση είναι 0. Επειδή οι πυκνωτές χάνουν ένα µέρος του φορτίου τους µε την πάροδο του χρόνου, οι θέσεις τα κελιά µνήµης χρειάζονται περιοδική ανανέωση. είναι αργές αλλά φτηνές. 16

17 Τύποι Μνήµης ROM Μια παραλλαγή της ROM είναι η προγραµµατιζόµενη µνήµη µόνο για ανάγνωση (Programmable Read-Only Memory, ή PROM) Η µνήµη αυτού του τύπου είναι κενή όταν ο υπολογιστής βγαίνει από το εργοστάσιο, και χρησιµοποιείται για την αποθήκευση προγραµµάτων από το χρήστη µέσω ειδικού εξοπλισµού. Όταν τα προγράµµατα αποθηκευτούν η µνήµη λειτουργεί ως ROM και δεν µπορεί να επανεγγραφεί 17

18 Τύποι Μνήµης ROM Μια παραλλαγή της PROM είναι η διαγράψιµη προγραµµατιζόµενη µνήµη µόνο για ανάγνωση (Erasable Programmable Read-Only Memory, ή EPROM). Μπορεί να προγραµµατιστεί από το χρήστη, αλλά µπορεί και να διαγραφεί από µια ειδική συσκευή που εκπέµπει υπεριώδες φως. Η διαγραφή της µνήµης EPROM απαιτεί τη φυσική εξαγωγή της από τον υπολογιστή και την επανατοποθέτησή της. 18

19 Τύποι Μνήµης ROM Η ηλεκτρονικά διαγράψιµη προγραµµατιζόµενη µνήµη µόνο για ανάγνωση (Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory, ή EEPROM) αποτελεί µια παραλλαγή της EPROM. Μπορεί να προγραµµατιστεί και να διαγραφεί µέσω ηλεκτρονικών παλµών χωρίς να απαιτείται η αφαίρεσή της από τον υπολογιστή 19

20 Ιεραρχία της µνήµης 20

21 Κρυφή Μνήµη Είναι γρηγορότερη από την κύρια µνήµη αλλά πιο αργή από την ΚΜΕ και τους καταχωρητές της. Η κρυφή µνήµη, η οποία συνήθως έχει µικρό µέγεθος, µεσολαβεί µεταξύ της ΚΜΕ και της κύριας µνήµης 21

22 Κρυφή Μνήµη Η κρυφή µνήµη περιέχει συνεχώς ένα αντίγραφο κάποιου τµήµατος της κύριας µνήµης. Όταν η ΚΜΕ πρέπει να προσπελάσει µια λέξη στην κύρια µνήµη, ακολουθείται η εξής διαδικασία: 1. Η ΚΜΕ ελέγχει την κρυφή µνήµη. 2. Αν βρει εκεί τη λέξη, την αντιγράφει, αν όχι, η ΚΜΕ προσπελάζει την κεντρική µνήµη και αντιγράφει το τµήµα της το οποίο ξεκινάει µε την επιθυµητή λέξη. Το τµήµα αντικαθιστά τα προηγούµενα περιεχόµενα της κρυφής µνήµης. 3. Η ΚΜΕ προσπελάζει την κρυφή µνήµη και αντιγράφει τη λέξη. 22

23 Είσοδος/Έξοδος το υποσύστηµα επιτρέπει σε έναν υπολογιστή να επικοινωνεί µε τον έξω κόσµο και να διατηρεί προγράµµατα και δεδοµένα ακόµα και όταν είναι κλειστός. Οι συσκευές εισόδου/εξόδου χωρίζονται σε δύο µεγάλες κατηγορίες: στις µη αποθηκευτικές στις αποθηκευτικές 23

24 Μη αποθηκευτικές συσκευές Πληκτρολόγιο και οθόνη Εκτυπωτής 24

25 Αποθηκευτικές συσκευές Είναι φθηνότερες από την κύρια µνήµη και τα περιεχόµενά τους είναι µη πτητικά. Χωρίζονται σε Μαγνητικές Οπτικές 25

26 Μαγνητικός ίσκος 26

27 Μαγνητικός ίσκος Οργάνωση Επιφανείας Προσπέλαση εδοµένων Τυχαία προσπέλαση Απόδοση Ταχύτητα περιστροφής Χρόνος αναζήτησης Χρόνος µεταφοράς 27

28 Μαγνητική Ταινία 28

29 Μαγνητική Ταινία Οργάνωση Επιφανείας Προσπέλαση εδοµένων Σειριακή προσπέλαση Απόδοση Αργότερη αλλά φτηνότερη από µαγνητικό δίσκο 29

30 Οπτικές συσκευές αποθήκευσης CD-ROM CD-R CD-RW DVD 30

31 CD-RΟΜ (Compact Disk Read- Only Memory) Μνήµη σύµπηκτου δίσκου µόνο για ανάγνωση Χρησιµοποιεί την ίδια τεχνολογία µε τα CD που αναπτύχθηκε από τη Philips και Sony για την εγγραφή µουσικής. Η µόνη διαφορά είναι κάποιες βελτιώσεις για να είναι µια µονάδα CD-ROM πιό στιβαρή και διαθέτει έλεγχο σφαλµάτων 31

32 ηµιουργία και χρήση CD-ROM 32

33 Ταχύτητες CD-ROM Ταχύτητα Ρυθµός ανάγνωσης δεδοµένων Προσέγγιση 1x µπάιτανά δευτερόλεπτο 150 ΚΒ/δευτερόλεπτο 2x ανάδευτερόλεπτο 300 ΚΒ/δευτερόλεπτο 4x ανάδευτερόλεπτο 600 ΚΒ/δευτερόλεπτο 6x ανάδευτερόλεπτο 900 ΚΒ/δευτερόλεπτο 8x ανάδευτερόλεπτο 1,2 MΒ/δευτερόλεπτο 12x ανάδευτερόλεπτο 1,8 MΒ/δευτερόλεπτο 16x ανάδευτερόλεπτο 2,4 MΒ/δευτερόλεπτο 24x ανάδευτερόλεπτο 3,6 MΒ/δευτερόλεπτο 32x ανάδευτερόλεπτο 4,8 MΒ/δευτερόλεπτο 40x ανάδευτερόλεπτο 6 MΒ/δευτερόλεπτο 33

34 Μορφή CD-ROM 34

35 CD-R (Compact Disk Recordable) Εγγράψιµος σύµπηκτος δίσκος Λέγεται και WORM (Write Once, Read Many) 35

36 ηµιουργία CD-R (1/2) 36

37 ηµιουργία CD-R (2/2) Βασίζεται στις ίδιες αρχές µε τα CD-ROM όσον αφορά τη δηµιουργία δίσκων. Υπάρχουν όµως οι εξής διαφορές: εν υπάρχει πρωτότυπος δίσκος Η ανακλαστική στρώση είναι από χρυσό (όχι από αλουµίνιο) Οι κοιλάδες και οι πεδιάδες απλά προσοµοιώνονται -> χρησιµοποιείται µια χρωστική ουσία Μια ακτίνα λέιζερ δηµιουργεί σκούρες κηλίδες στη χρωστική ουσία (αλλάζει τη χηµική της σύσταση) κι έτσι προσοµοιώνει τις κοιλάδες. Οι περιοχές που δεν «καίγονται» απ την ακτίνα αποτελούν τις πεδιάδες 37

38 Ανάγνωση CD-R, Μορφή, Ταχύτητα και Εφαρµογές Από µονάδες CD-ROM και CD-R H ίδια ακτίνα λέιζερ εκπέµπεται και στις κοιλάδες και στις πεδιάδες Στις πεδιάδες, η ακτίνα συναντά την ανακλαστική επιφάνεια και ανακλάται. Στις προσοµοιωµένες κοιλάδες το σηµείο είναι αδιαφανές, κι έτσι η ακτίνα δεν ανακλάται πίσω Η µορφή, η χωρητικότητα και η ταχύτητα είναι ίδιες µε των CD-ROM Καλή λύση για δηµιουργία και διανοµή µικρών ποσοτήτων δίσκων. Χρήσιµη για αρχειοθέτηση 38

39 CD-RW (Compact Disk Rewritable) Επανεγγράψιµος σύµπηκτος δίσκος ή διαγράψιµος οπτικός δίσκος ηµιουργία: ίδιες αρχές µε των CD-R, µε τις εξής διαφορές Αντι για χρωστική -> κράµα από ασήµι, ίνδιο, αντιµόνιο και τελλούριο. Αυτό έχει δύο σταθερές καταστάσεις: µια κρυσταλλική (διαφανής) και µια άµορφη (αδιαφανής) Χρησιµοποιείται λέιζερ υψηλής ισχύος για να δηµιουργήσει στο κράµα προσοµοιωµένες κοιλάδες (µεταβάλλοντας τα σηµεία τους από κρυσταλλικά σε άµορφα) 39

40 ηµιουργία CD-RW 40

41 ιαγραφή σε CD-RW Για την αλλαγή των κοιλάδων σε πεδιάδες, η µονάδα χρησιµοποιεί µια ακτίνα λέιζερ υψηλής ισχύος που µεταβάλλει την κατάσταση ενός σηµείου από άµορφη σε κρυσταλλική 41

42 DVD O ψηφιακός πολυµορφικός δίσκος (Digital Versatile Disk, ή DVD) xρησιµοποιεί τεχνολογία παρόµοια µε τα CD-ROM, µε τις ακόλουθες όµως διαφορές: Οι κοιλάδες είναι µικρότερες, µε διάµετρο 0,4 µικρά (εκατοµµυριοστά του µέτρου) έναντι των 0,8 µικρών που χρησιµοποιούταν στα CD. Οι τροχιές βρίσκονται πιο κοντά η µία στην άλλη. Η ακτίνα είναι κόκκινο λέιζερ αντί για υπέρυθρο. Τα DVD χρησιµοποιούν µία ή δύο στρώσεις εγγραφής, και µπορούν να είναι γραµµένα είτε στη µία είτε και στις δύο πλευρές τους 42

43 DVD Είδος µονήςπλευράς, µονής στρώσης µονήςπλευράς, διπλής στρώσης διπλήςπλευράς, µονής στρώσης διπλήςπλευράς, διπλής στρώσης Χωρητικότητα 4,7 GB 8,5 GB 9,4 GB 17 GB 43

44 DVD και συµπίεση Η τεχνολογία DVD χρησιµοποιεί συµπίεση MPEG, που σηµαίνει ότι ένα DVD µονής πλευράς/µονής στρώσης µπορεί να χωρέσει 133 λεπτά βίντεο υψηλής ανάλυσης µαζί µε ήχο και υπότιτλους 44

45 Σύνδεση ΚΜΕ και Μνήµης ίαυλος: αποτελείται από καλώδια. 1 καλώδιο µεταφέρει 1 µπιτ. ίαυλος εδοµένων εξαρτάται από το µέγεθος της λέξης πχ.32 bit ίαυλος ιευθύνσεων για προσπέλαση µνήµης. ν καλώδια για 2 ν θέσεις ίαυλος Ελέγχου για εντολές. µ καλώδια επιτρέπουν 2 µ εντολές 45

46 ίαυλος εδοµένων (data bus) Ο δίαυλος δεδοµένων (data bus) αποτελείται από πολλά καλώδια, καθένα από τα οποία µεταφέρει 1 µπιτ τη φορά. Ο αριθµός των καλωδίων εξαρτάται από το µέγεθος της λέξης. Αν σε κάποιον υπολογιστή η λέξη είναι 32 µπιτ (4 µπάιτ), απαιτείται δίαυλος δεδοµένων µε 32 καλώδια, έτσι ώστε και τα 32 µπιτ της λέξης να µπορούν να µεταφερθούν ταυτόχρονα. 46

47 ίαυλος ιευθύνσεων (address bus) Ο δίαυλος διευθύνσεων (address bus) επιτρέπει την προσπέλαση µιας συγκεκριµένης λέξης στη µνήµη. Ο αριθµός των καλωδίων του διαύλου διευθύνσεων εξαρτάται από το χώρο διευθύνσεων της µνήµης. Αν η µνήµη διαθέτει 2 ν λέξεις, ο δίαυλος διευθύνσεων πρέπει να µεταφέρει ν µπιτ τη φορά. Συνεπώς, πρέπει να διαθέτει ν καλώδια. 47

48 ίαυλος Ελέγχου (control bus) Ο δίαυλος ελέγχου (control bus) αναλαµβάνει την επικοινωνία µεταξύ της ΚΜΕ και της µνήµης. Για παράδειγµα, η ΚΜΕ πρέπει να στέλνει στη µνήµη κωδικούς ώστε να προσδιορίζει τις λειτουργίες ανάγνωσης ή τις λειτουργίες εγγραφής. Το πλήθος των καλωδίων του διαύλου ελέγχου εξαρτάται από το συνολικό αριθµό των διαταγών ελέγχου που χρειάζεται ένας υπολογιστής. Αν ένας υπολογιστής διαθέτει 2 µ ενέργειες ελέγχου, ο δίαυλος ελέγχου χρειάζεται µ καλώδια, επειδή για να εκφραστούν οι 2 µ διαφορετικές λειτουργίες απαιτούνται µ µπιτ. 48

49 Σύνδεση συσκευών Ε/Ε Οι συσκευές Ε/Ε δεν είναι δυνατό να συνδεθούν απευθείας στους διαύλους που συνδέουν την ΚΜΕ µε τη µνήµη, επειδή η φύση των συσκευών αυτών είναι διαφορετική από τη φύση της ΚΜΕ και της µνήµης. είναι ηλεκτροµηχανικές, µαγνητικές, ή οπτικές, ενώ η ΚΜΕ και η µνήµη είναι ηλεκτρονικές συσκευές Λειτουργούν σε µικρότερη ταχύτητα απ ότι η ΚΜΕ και η µνήµη -> χρειάζεται µια ενδιάµεση συσκευή για να χειριστεί αυτή τη διαφορά. Αυτή η συσκευή ονοµάζεται ελεγκτής εισόδου/εξόδου ή διασύνδεση (interface). Εποµένως οι συσκευές Ε/Ε συνδέονται µε τους διαύλους µέσω του ελεγκτή εισόδου/εξόδου Κάθε συσκευή Ε/Ε έχει τον δικό της ελεγκτή 49

50 Σύνδεση συσκευών Ε/Ε 50

51 Ελεγκτές Οι ελεγκτές (ή διασυνδέσεις) εξοµαλύνουν τις διαφορές µεταξύ των συσκευών Ε/Ε και της ΚΜΕ και της µνήµης. Ένας ελεγκτής µπορεί να είναι σειριακή ή παράλληλη συσκευή. Οι σειριακοί ελεγκτές διαθέτουν µόνο µία σύνδεση καλωδίου µε τη συσκευή, ενώ οι παράλληλοι έχουν πολλές συνδέσεις µε τη συσκευή, ώστε να µπορούν να µεταφέρουν πολλά µπιτ ταυτόχρονα. Είδη ελεγκτών: SCSI, FireWire, USB 51

52 Ελεγκτής SCSI (1/2) Ανατπύχθηκε το 1984 για τους Mac computers ιαθέτει παράλληλη διασύνδεση µε 8, 16 ή 32 καλώδια και παρέχει µια σύνδεση σε διάταξη «µαργαρίτας» Κάθε συσκευή πρέπει να διαθέτει τη δική της διεύθυνση (ID) Και τα δύο άκρα της αλυσίδας να είναι τερµατισµένα 52

53 Ελεγκτής SCSI (2/2) 53

54 Ελεγκτής FireWare (2/2) Σειριακή διασύνδεση υψηλής ταχύτητας Μεταφέρει τα δεδοµένα σε πακέτα µε ρυθµούς µεταφοράς µέχρι 50ΜΒ / sec Μπορεί να χρησιµοποιηθεί για σύνδεση µέχρι 63 συσκευών 54

55 Ελεγκτής FireWare (2/2) 55

56 Ελεγκτής USB 56

57 Ελεγκτής USB (1/2) Eίναι σειριακός Είναι για σύνδεση συσκευών µικρότερης ταχύτητας, π.χ. ποντίκι, πληκτρολόγιο Ταχύτητα µέχρι 1,5 ΜΒ / sec Έχει δίαυλο 4 καλωδίων δύο από τα οποία µεταφέρουν την ηλεκτρική ισχύ στη συσκευή 57

58 ιευθυνσιοδότηση Συσκευών Εισόδου/Εξόδου Αποµονωµένη Ε/Ε 58

59 ιευθυνσιοδότηση Συσκευών Εισόδου/Εξόδου Αντιστοιχισµένη στη µνήµη Ε/Ε 59

60 Εκτέλεση Προγραµµάτων Κύκλος Μηχανής Ανάκληση Αποκωδικοποίηση Εκτέλεση 60

61 Πρόσθεση δύο ακεραίων Περιεχόµενα µνήµης και καταχωρητών πριν από κάθε κύκλο 61

62 Πρόσθεση δύο ακεραίων Μετά την πρώτη εντολή 62

63 Πρόσθεση δύο ακεραίων Μετά την δεύτερη εντολή 63

64 Πρόσθεση δύο ακεραίων Μετά την τρίτη εντολή 64

65 Πρόσθεση δύο ακεραίων Μετά την τέταρτη εντολή 65

66 Εντολές Εισόδου/Εξόδου Ο υπολογιστής χρειάζεται εντολές για τη µεταφορά δεδοµένων από τις συσκευές Ε/Ε προς την ΚΜΕ και τη µνήµη. Επειδή οι συσκευές εισόδου/εξόδου λειτουργούν σε πολύ µικρότερες ταχύτητες από την ΚΜΕ, η λειτουργία της ΚΜΕ πρέπει µε κάποιον τρόπο να συγχρονίζεται µε τη δική τους. Για το συγχρονισµό αυτόν έχουν αναπτυχθεί τρεις µέθοδοι: η προγραµµατισµένη Ε/Ε η οδηγούµενη από διακοπές Ε/Ε η άµεση προσπέλαση µνήµης (DMA). 66

67 Προγραµµατισµένη Ε/Ε 67

68 Οδηγούµενη από διακοπές Ε/Ε 68

69 Άµεση προσπέλαση µνήµης (Direct Memory Access). Σύνδεση DMA στο γενικό δίαυλο 69

70 Άµεση προσπέλαση µνήµης (DMA). 70

71 ύο διαφορετικές Αρχιτεκτονικές CISC (complex instruction set computer) Συµπεριλαµβάνονται σύνθετες εντολές Εύκολος προγραµµατισµός Υπερβολικά σύνθετο ηλ. κύκλωµα της ΚΜΕ και της Μονάδας ελέγχου Λύση: προγραµµατισµός σε δύο επίπεδα Οι σύνθετες εντολές δεν εκτελούνται από την ΚΜΕ αυτή εκτελεί µόνο µικροεντολές Μιά σύνθετη εντολή µετατρέπεται σε ένα σύνολο µικροεντολών και µετά εκτελείται από την ΚΜΕ. Αυτό προϋποθέτει την προσθήκη µικροµνήµης όπου αποθηκεύονται το σύνολο των µικροεντολών κάθε σύνθετης εντολής. Αυτού του είδους ο προγραµµατισµός µε µικροεντολές ονοµάζεται µικροπρογραµµατισµός. Μειονέκτηµα της Αρχιτεκτονικής CISC: Επιπλέον φόρτος σε σχέση µε τον µικροπρογραµµατισµό και την προσπέλαση της µικροµνήµης αντισταθµίζεται από τα οφέλη που προσφέρουν τα µικρότερα προγράµµατα σε επίπεδο µηχανής Παράδειγµα: Η σειρά επεξεργαστώνpentium από την Intel RISC (reduced instruction set computer) Οι σύνθετες εντολές προσοµοιώνονται µε τη χρήση υποσυνόλου απλών εντολών ύσκολος και χρονοβόρος προγραµµατισµός Apple-PowerPC 71