26. Расширения базовой архитектуры: x87 (npx), mmx и sse.

Основные модули вводимые в состав процессора х86:

1. Модуль для работы с плавающей точкой FPU имеет расширение системы команд х87. Дополнительно в архитектуры введены регистры 80-ти битных FPRO0…FPR7, расположенных в стеке процессора. Команды имеют префикс F (например FADD). Данное расширение позволяет работать как с вещественными числами так и с целыми. Вещественные числа могут быть представлены в 3-ех форматах: одинарной точности (4 байта); двойной точности (8 байт); расширенной точности (10 байт).

2. Модуль MMX (multimedia extraction). Для работы с мульти-медиа и 3D графикой, но только с целочисленными данными. Добавлены регистры MMX0…MMX7 (хотя физически они не добавлены, а используются младшие 64 бит соответствующих регистров расширения x87). Команды MMX работают со следующими типами данных: упакованные байты (8 байт в 1-от 64-разрядном регистре), упакованные слова (четыре 16-разрядных слова), два упакованных двойных слова, одно учетверенное слово. Особенности использует арифметику с насыщением. Большинство инструкций содержит префикс P, так же содержат суффикс, (B, W, D, Q).

3. Модуль XMM – расширения SSE (Streaming SIMD Extension) – (SIMD - Single Instruction Multiply Dato). Аналогично MMX только для работы с плавающей точкой. Физически добавлены регистры 16 128-битных регистров. Команды этого расширения могут оперировать 4-мя парами чисел с плавающей точкой с одинарной точностью. Еще расширения 3DNow – MMX-AMD. AVX (Advanced Vectq Extension). Размер векторных регистров до 256 бит YMM0… YMM15. А существующие 128 битные инструкции используют младшую часть этих регистров. AES (advanced Encryption Standart) расширение введено для ускорения работы приложения использующие этот стандарт шифрования.

27. Чем вызвана необходимость построения системы памяти по иерархическому принципу?

Ключевой принцип построения памяти в ЭВМ – ее иерархическая организация. Необходимость построения памяти по такому принципу вызвана использованием в системе памяти с различными характеристиками (скорость доступа, скорость обмена).

28. Уровни иерархии памяти пэвм. Характеристики запоминающих устройств.

Использование в системе памяти запоминающих устройств с различными характеристиками для обеспечения максимально эффективного решения задачи при минимальных затратах.

		Время доступа тактов	Объем байт
Первичная	Регистры АЛУ	~1 L1: единицы L2:десятки L3:сотни	~10 ~10к ~0,5М ~1М
	КЭШ
Вторичная	ОЗУ, ПЗУ	~102-103	~1Г
Третичная	Жесткий диск	~106	~1Т
	Др Внешние ЗУ	Секунды, минуты	неограниченно

Классификация запоминающих устройств

По удаленности и доступности для процессора.

Первичная память (сверхоперативная) – находится внутри процессора. Доступна без каких либо обращений к внешним устройствам, не доступна для программиста.

Вторичная (адресуемая память) – доступна процессору через шину адреса. (основная память, а так же порты ввода/вывода). Ввод/вывод через память – часть адресов памяти направляется на ввод/вывод.

Третичная вся внешняя память, доступ к ней осуществляется через ОЗУ.

По функциональному назначению.

Регистровые запоминающие устройства – имеют ограниченный объем, при минимальном времени доступа. Позволяют уменьшить время выполнения программы за счет операций пересылки типа регистр – регистр.

Сверхоперативное (буферное) запоминающее устройство (кэш-память) – сокращает время передачи информации между процессором и более медленными запоминающими устройствами.

ПЗУ – хранит код программы всей микропроцессорной системы, пуска всей по включению питания. Характеризуется более низкой по сравнению ОЗУ скоростью, но тк используется лишь в момент запуска процессорной системы не влияет на ее производительность.

НЖМД – накопители на жестких магнитных дисках. Первый накопитель представлял собой 50 дисков диаметром 61 см, покрытых железом объем 3,5 Мб. В 2009 г вышла модель Western Digital объемом 2 Тб за 250.

Другие внешние запоминающие устройства. (накопители на гибких магнитных лентах, на магнитной проволоке, оптические диски, голографические диски, SSD-накопители (RAM-SSD)).

По способу доступа

С произвольным доступом. Выбор места хранения информации производится непосредственным подключением входов и выходов элементов памяти входым выходным шинам запоминающим устройствам.

С последовательным доступом. Для доступа к блоку данных необходимо перенести носитель так что нужный блок данных располагался под блокам головок чтения/записи. (накопитель на магнитной ленте, оптические диски).

С прямым (циклическим) доступом. Возможность обратится к любому элементу за равные промежутки времени, сочетается с необходимостью механического перемещения носителя относительно головок чтения.