11. Алгоритмы в компьютере. Формат машинной команды.

Все существующие компьютеры и вычислительные системы с точки зрения пользователя условно можно разделить на: последовательные и параллельные.

абстрактная модель последовательного компьютера

Имеются 2 важных устройства: процессов и память.

Процессор является активным устройством, имеет возможность преобразовывать информацию по определенному набору операций.

Память является пассивным устройством, процессор и память связаны между собой каналами обмена информацией.

Работа однопроцессорного компьютера сводится к постепенному выполнению отдельных команд, каждая команда содержит информацию о том какая операция из заданного набора команд должна быть выполнена, из скольких ячеек памяти должны быть взяты аргументы операции и куда должен быть помещен результат. Описание последовательных команд в виде программы находятся в памяти так же размещены необходимые для реализации алгоритма начальные данные и результаты вычислений.

Координирует работу всех узлов компьютера устройство управления, оно организует последовательную выборку команд из памяти и их расшифровку, передачу из памяти операндов из процессора в память результаты выполненных команд, управляет работой процессора.

Устройство ввода/вывода, вводим начальные данные, выводим результаты.

На последовательном компьютере время реализации алгоритма пропорционально числу выполняемых операций и не зависит от того как внутренне устроен алгоритм.

Развитие вычислительной техники многое определилось повышением производительности и увеличением объема быстрой памяти(оперативной). Для этого несколько компьютеров объединяют в одну системы т.е. для решения задачи необходимо разделить задачу на 2-е части или более и каждую решить на своем компьютере. Так же создаются многопроцессорные вычислительные системы. Для вычислительных систем параллельной архитектуры необходимо создавать параллельные алгоритмы вычисления.

Формы машинной команды. Машинная программа – последовательность машинных команд. Во время исполнения программа хранится в оперативной памяти вместе с данными, каждая команда программы занимает ячейку памяти и имеет свой адрес(адрес ячейки).

Для всякого процессора машинная команда имеет стандартный формат и строго фиксированную длину, состоит из кода операции и адресной части.

Код операции

Адрес величин

Код операции – определяет действия, которые должен выполнить процессор.

Адресная часть содержит адреса величин, хранятся в оперативной памяти, над которыми должны быть выполнена эта операция.

В зависимости от структуры адресной части команды процессора делятся на 3х адресные

КОП

Адрес 1го аргумента

Адрес 2го аргумента

Адрес результата

2х адресные:

КОП

Адрес 1го аргумента

Адрес 2го аргумента, адрес результата