Чем определяется разрядность регистра
Лекция 21. Регистры
Рис. 1. Функциональные схемы основных видов регистров.
Количество разрядов записываемой цифровой информации определяется разрядностью регистра, а разрядность регистра, в свою очередь, определяется количеством триггеров, образующих этот регистр. В качестве разрядных триггеров регистра памяти используются синхронизируемые уровнем или фронтом триггеры. Регистры памяти могут быть реализованы на D-триггерах, если информация поступает на входы регистра в виде однофазных сигналов и на RS-триггерах, если информация поступает в виде парафазных сигналов. В некоторых случаях регистры могут иметь вход для установки выходов в состояние “0”. Этот асинхронный вход называют входом R “сброса” триггеров регистра. На рис. 2 приведены схемы четырехразрядных регистров памяти на D- и RS-триггерах, синхронизируемых уровнем и фронтом синхроимпульсов (обычно четыре триггера объединены в одном корпусе ИМС).
Рис. 2. Регистры хранения, на D – триггерах, синхронизируемых уровнем синроимпульса (а), фронтом (б) и на RS – триггерах, синхронизируемых фронтом (в)
Можно предположить, что в начале все триггеры регистра находятся в состоянии логического нуля, т.е. Q0=0, Q1=0, Q2=0, Q3=0. Если на входе D-триггера Т1 имеет место логический 0, то поступление синхроимпульсов на входы “С” триггеров не меняет их состояния.
После поступления m синхроимпульсов (на рис. 3 и рис. 4 m = 4) регистр оказывается полностью заполненным разрядами числа, вводимого через последовательный ввод “D”. В течение следующих четырех синхроимпульсов производится последовательный поразрядный вывод из регистра записанного числа, после чего регистр оказывается полностью очищенным (регистр окажется полностью очищенным только при условии подачи на его вход уровня “0” в режиме вывода записанного числа).
Рис. 3. Регистры сдвига на D – триггерах а), RS – триггерах б) и комбинированный регистр на D – триггерах
Рис. 4. Временная диаграмма работы регистра сдвига.
Рис. 5. Таблица состояний а) и схема б) счетчика Джонсона на трехразрядном регистре сдвига
После поступления последующих трех синхроимпульсов регистр обнуляется и на его вход “D” снова подается уровень “1”. Таким образом, цикл повторения состояния кольцевого счетчика состоит из шести тактов синхросигнала. Как видим, при работе в начале от первого триггера до последнего триггера распространяется “волна единиц”, а затем “волна нулей”. Код, в котором работает счетчик Джонсона, называют кодом Либау-Крейга.
В приложениях приведены схемные обозначения и нумерация выводов регистров, выпускаемых в интегральном исполнении.
Дата добавления: 2016-09-20 ; просмотров: 2704 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Типы данных
5.4. Арифметика плавающей точки
Хотя арифметика чисел с плавающей точкой не является главной темой данного руководства, необходимо ознакомиться с основами ее работы. При первом прочтении Вы можете пропустить данный раздел.
5.4.1. Представление чисел с плавающей точкой
Число с плавающей точкой представляет собой вещественное число, имеющее целую часть и дробную часть, представляющую последовательность нулей и единиц (то есть обычные числа, получающиеся в результате измерения). В компьютере они представляются в виде мантиссы и порядка. Понятие мантиссы и порядка дается в шестом классе курса алгебры средней школы. Напомним его:
При численных вычислениях удобно пользоваться следующей формулой вещественных чисел:
Представление чисел с плавающей точкой в ЭВМ также происходит с помощью нулей и единиц, однако их формат отличается от формата целых чисел (см. [40]). Схематично его можно представить следующим образом:
В таблице 5.5 представлены максимальные и минимальные значения, принимаемые числами с плавающей точкой в регистрах с различной разрядностью. В таблице 5.6 дается соответствие между разрядностью регистров чисел с плавающей точкой и их обозначениях в языках Quick Basic, Си, C++ и Java.
| Тип регистра | Мантисса | Порядок | ||
|---|---|---|---|---|
| min | max | min | max | |
| 4 байта | 1,18 | 3,40 | -38 | 38 |
| 8 байт | 2,23 | 1,79 | -308 | 308 |
| 10 байт | 3,37 | 1,18 | -4 932 | 4 932 |
| Разрядность регистров | Обозначение | Примечание | Префикс |
|---|---|---|---|
| Quick Basic | |||
| 8 байт | Тип по-умолчанию | ||
| Java | |||
| 4 байта | float | Не реализован в J# | f |
| 8 байт | double | d | |
| C/C++ | |||
| 4 байт | float | f | |
| 8 байт | double | d | |
| 10 байт | long double | ld | |
5.4.2 Арифметика чисел с плавающей точкой
С данными в виде чисел с плавающей точкой возможны следующие операции:
Все эти операции, их обозначения, действия, а также приоритет операций и комментарии к ним представлены в таблице 5.3.
5.4.3. Особые ситуации при работе с числами с плавающей точкой
Арифметика с плавающей точкой имеет следующие программные прерывания :
Возможны и другие прерывания.
5.5. Резюме
Итак, после прослушивания данной лекции Вы узнали:
В следующей лекции Вы познакомитесь с «примитивными символьными» данными.
Основные характеристики микропроцессоров
Характеристики универсальных микропроцессоров:
Применительно к микропроцессору, различают три вида разрядности:
1. Разрядность регистров микропроцессора;
2. Разрядность шины данных;
3. Разрядность шины адреса.
Например, у Intel 8088 и Intel 8086 адресная шина имела 20 проводников. Наибольший размер оперативной памяти у компьютеров с таким микропроцессором был не более 2 20 = 1048 000 байт, т.е. 1 Мбайт. У процессора следующего поколения, Intel 80286, была 24-разрядная шина адреса, что увеличило максимум адресуемой оперативной памяти до 16 Мб. Начиная с Intel 80386, микропроцессоры Intel длительное время имели 32-битную шину адреса и соответственно адресное пространство 4 Гб.
2. Тип ядра и технология производства. Технология определяется толщиной минимальных элементов процессора, — чем более «тонкой» становится технология, тем больше транзисторов может уместиться на кристалле. Кроме этого, переход на новую технологию помогает снизить энергопотребление и тепловыделение процессора, что очень важно для его стабильной работы.
Переход на новую технологию, как правило, влечет за собой и смену процессорного «ядра»
Пусть у нас имеется процессор AMD Athlon Core 2/3,5 HHz, пусть процессор выполняет 4 операции за 1 такт времени в каждом ядре, вычислим его производительность: 4 х 4 х 3,5 ГГц = 56 (Гигафлопс) или 56 миллиардов операций в 1 секунду.
Надо помнить, что количество тактов выполняемых процессором не всегда совпадает с фактическим количеством операций в 1 секунду!
И вот почему:
1) для выполнения многих математических операций процессору требуется несколько тактов,
2) конкретное количество операций зависит от типа процессора (чем выше тип, тем меньше требуется количество тактов на выполнение операций),
3) компоненты физической схемы компьютера влияют на скорость выполнения,
4) быстродействие в основном определяется тактовой частотой процессора, чем она выше, тем больше скорость выполнения операций в 1 секунду!
Выполнение различных элементарных операций может занимать от долей такта до многих тактов в зависимости от команды и процессора. Общая тенденция заключается в уменьшении количества тактов, затрачиваемых на выполнение элементарных операций.
5. Объем кэш-памяти, которая имеет два уровня: L1 – память 1-го уровня, находящаяся внутри основной микросхемы микропроцессора и работающая всегда на полной частоте микропроцессора; L2 – память 2-го уровня, кристалл, размещаемый на плате микропроцессора и связанный с ядром внутренней микропроцессорной шиной, может работать на полной или половинной частоте микропроцессора.
6. Архитектура МП. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.
Микроархитектура микропроцессора – это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.
Макроархитектура – это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Разрядность регистров с плавающей точкой совпадает с разрядностью формата данных длиной в двойное слово. [1]
Разрядность регистров с плавающей точкой совпадает с разрядностью формата данных длиной в двойное слово. Регистры с плавающей точкой предназначены только для временного хранения данных и результатов арифметических операций с плавающей точкой. [2]
Разрядность регистров МП соответствует разрядности шины данных, но поскольку разрядность шины адреса равняется 16 разрядам, то РОН можно попарно объединять и их содержимое передавать в регистр адреса. [5]
Наращивание разрядности регистров памяти достигается добавлением нужного числа триггеров, тактовые входы которых присоединяют к шине синхронизации. [7]
Для возможности сдвигов разрядность регистра RG2 множимого числа увеличена на два. [9]
Здесь можно отметить, что разрядность регистров памяти бывает на один-два разряда больше, чем разрядность индикатора. Чтобы узнать, есть ли скрытые разряды в МК, можно воспользоваться следующим приемом. Если полученный результат будет содержать такие цифры, которые при первоначальном вводе числа тт не были представлены на индикаторе, то МК содержит скрытые разряды в операционном регистре, и их количество равно количеству вновь появившихся цифр. [13]
Итак, разрядность процессора, число и разрядность регистров определяют число его возможных состояний, мерой которых может служить энтропия. Чем больше энтропия, тем большее количество информации может пропустить центральный процессор. [15]
Что такое разрядность регистра?
Чем определяется разрядность?
Разрядность (битность) в информатике — количество разрядов (битов) электронного (в частности, периферийного) устройства или шины, одновременно обрабатываемых этим устройством или передаваемых этой шиной. Примеры: разрядность процессора (разрядность его машинного слова) разрядность шины данных
Что такое регистр памяти?
Регистры памяти – простейший вид регистров – хранят двоичную информацию. Это набор синхронных триггеров, каждый из которых хранит один разряд двоичного числа. Если регистр построен на триггерах-защелках, то такой регистр называют регистром-защелкой.
Что такое регистр в программировании?
Регистр процессора — поле заданной длины во внутрипроцессорной сверхбыстрой оперативной памяти (СОЗУ). Используется самим процессором, может быть как доступным, так и недоступным программно.
Где применяется параллельный регистр?
ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕГИСТРЫ применяются для хранения информации, представленной в виде двоичного кода. Такие регистры должны по тактовому разрешающему сигналу (это может быть короткий импульс или фронт импульса) принимать параллельный код входной информации и хранить его до прихода следующего разрешающего сигнала.
Чем определяется разрядность центрального процессора?
Разрядность процессора – это максимальное количество бит информации, которые могут обрабатываться и передаваться процессором за один такт работы. Таким образом, разрядность центрального процессора определяется разрядностью двоичного числа, которое может быть обработано за один такт работы процессора.
Почему 86 это 32 бит?
Что такое регистр в музыке?
Регистр в музыке — это отрезок диапазона какого-либо музыкального инструмента или певческого голоса. Он характеризуется одним тембром.
Что такое регистр какие функции он может выполнять?
Что такое буквы верхнего и нижнего регистра?
Верхний регистр означает, что в данный момент времени с клавиатуры вводятся заглавные буквы, а нижний, соответственно, – строчные. То есть каждое предложение начинается с большой буквы.
Что такое регистр процессора простыми словами?
Регистр процессора — сверхбыстрая память внутри процессора, предназначенная прежде всего для хранения промежуточных результатов вычисления (регистр общего назначения/регистр данных) или содержащая данные, необходимые для работы процессора — смещения базовых таблиц, уровни доступа и т. д. (специальные регистры).
Для чего нужен регистр общего назначения?
Регистры общего назначения предназначены для хранения операндов арифметико-логических инструкций, а также адресов или отдельных компонентов адресов ячеек памяти. В микропроцессоре 8086 было восемь 16-разрядных регистров общего назначения.
Для чего предназначен регистр состояния микропроцессора?
Что представляет собой параллельный регистр?
Как осуществляется запись двоичного кода в параллельный регистр?
Запись и считывание n-разрядного двоичного кода осуществляется под действием синхронизирующих сигналов одновременно (параллельно) по всем n разрядам, причем триггеры в параллельных регистрах не связаны между собой и не обмениваются данными.
Для чего служит последовательный регистр?
Последовательный регистр (регистр сдвига) обычно служит для преобразования последовательного кода в параллельный и наоборот. Применение последовательного кода связано с необходимостью передачи большого количества двоичной информации по ограниченному количеству соединительных линий.