Уровень 3 обычно комбинированный. Большинство его команд есть также и на уровне 2. У этого уровня есть дополнительные особенности: набор новых команд, иная организация памяти, многозадачность и другие. Новые средства уровня 3 реализуются интерпретатором, работающим на уровне 2. Этот интерпретатор называется операционной системой. Команды третьего уровня, идентичные командам второго уровня, выполняются непосредственно на уровне 2, но не операционной системой. Иными словами, часть команд третьего уровня интерпретируется операционной системой, часть — микропрограммой или аппаратным обеспечением. Для краткости в литературе этот уровень называют уровнем операционной системы.
Языки уровней 1-3 — цифровые. Начиная с уровня 4, языки состоят из слов и аббревиатур.
Язык уровня 4 в основе своей суть мнемоническая форма языков уровней 2 и 3. Программа, которая выполняет трансляцию с этого языка называется ассемблером.
На уровне 5 находятся языки высокого уровня.
[5]
Простая ЭЦВМ состоит из центрального процессора (ЦП), первичной и вторичной памяти, устройств ввода и вывода и других. Компоненты ЭЦВМ соединены между собой шиной, представляющей собой набор параллельных проводников, по которым передаются адреса, данные и сигналы управления. Шины бывают внешними, связывающими различные устройства, и внутренними — внутри одного устройства.
ЦП предназначен для выполнения программ, находящихся в первичной памяти. Он состоит из блока управления, АЛУ, регистров и других компонентов.
Блок управления (БУ) отвечает за вызов команд из памяти и определение их типа.
АЛУ выполняет арифметические и логические операции.
Регистры представляют собой элементы памяти, находящиеся внутри ЦП или другого устройства. Они предназначены для хранения промежуточных результатов и некоторых команд управления и имеют наибольшую в ЭЦВМ скорость чтения и записи. Регистры могут быть многофункциональными или иметь какое-либо специальное назначение.
АЛУ имеет свои внутренние регистры, над содержимым которых непосредственно и производятся операции.
ЦП выполняет каждую команду за несколько шагов. Очень укрупнёно можно выделить следующие:
1) вызов очередной команды из памяти и перенесение её в регистр команд;
2) определение типа вызванной команды;
3) выборка операндов из памяти или регистров процессора и перенесение их в регистры АЛУ;
4) выполнение команды;
5) запись результата в регистры процессора или оперативную память.
Шаги 3-5 выполняются трактом данных (рис. 1.4).
Процессоры первых ЭВМ имели небольшое количество простых команд. С развитием вычислительной техники появлялись всё более сложные команды, например, команды операций с плавающей запятой, прямой индексации многомерного массива. Ситуация была такова, что при наличии сложных команд программы могут выполняться быстрее, хотя выполнение отдельных команд может занимать больше времени. Если обнаруживалось, что две определённые команды часто выполняются последовательно одна за другой, вводилась новая команда, работающая, разумеется, быстрее, чем последовательность исходных двух.
По понятным причинам у высокопроизводительных ЭВМ команд было гораздо больше, чем у маломощных. Однако развитие программного обеспечения (ПО) и требование совместимости ЭВМ по командам привело к тому, что сложные команды потребовались и в дешёвых ЭВМ, где основным критерием была не производительность, а стоимость.
К концу 1950-х годов компания IBM, лидировавшая тогда на рынке ЭВМ, решила, что производство семейства ЭВМ, каждая из которых выполняет одни и те же команды, имеет много преимуществ и для самой компании. Чтобы описать этот уровень совместимости, компания IBM и ввела термин архитектура. Новое семейство ЭВМ должно было иметь одну общую архитектуру и много разработок, различающихся по цене и производительности, которые могли бы выполнять одну и ту же программу.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.