в чем заключается различие между машинным словом и словом памяти

Машинное слово

Машинное слово — машиннозависимая и платформозависимая величина, измеряемая в битах или байтах (тритах или трайтах), равная разрядности регистров процессора и/или разрядности шины данных (обычно некоторая степень двойки). На ранних компьютерах размер слова совпадал также с минимальным размером адресуемой информации (разрядностью данных, расположенных по одному адресу); на современных компьютерах минимальным адресуемым блоком информации обычно является байт, а слово состоит из нескольких байтов. Машинное слово определяет следующие характеристики аппаратной платформы:

Размер машинного слова на различных архитектурах

На ранних компьютерах встречалась самая разная длина слова. В 1950-х — 1960-х годах во многих компьютерах, производимых в США, длина слова была кратна шести битам, поскольку там использовалась шестибитная кодировка, и, таким образом, в машинном слове умещалось целое число символов. В подавляющем большинстве современных компьютеров длина слова является степенью двойки; при этом используются 8-битные символы.

На ранних компьютерах слово было минимально адресуемой ячейкой памяти; сейчас минимально адресуемой ячейкой памяти является байт, а слово состоит из нескольких байтов. Это приводит к неоднозначному толкованию размера слова. Например, на процессорах 80386 и их потомках «словом» традиционно называют 16 бит (2 байта), хотя эти процессоры могут одновременно обрабатывать и более крупные блоки данных.

Слова длиной битов принимают численные (беззнаковые) значения от 0 до включительно.

Обозначения: b — бит (двоичная цифра), d — децит (десятичная цифра), w — размер машинного слова, n — переменное значение.

* Для 32-битных процессоров x86: исторически машинным словом считается 16 бит, реально — 32 бита.

Источник

Машинное слово

В вычислительной и иной программируемой технике машинным словом называется единица данных, которая выбрана естественной для данной архитектуры процессора.

Определение

Машинное слово есть фрагмент данных фиксированного размера, обрабатываемый как единое целое с помощью набора команд или аппаратного обеспечения процессора. Количество бит в машинном слове — размер слова (он же ширина или длина слова) — является важной характеристикой любой конкретной архитектуры процессора или компьютерной архитектуры.

Размер машинного слова отражается во многих аспектах структуры и работы компьютера. Большинство регистров в процессоре обычно имеют размер равный размеру машинного слова, и наибольшая часть данных, которая может быть передана в рабочую память и из нее за одну операцию, является машинным словом во многих (не во всех) архитектурах. Наибольший возможный размер адреса, используемый для адресации памяти (как правило побайтной), обычно представляет собой аппаратное слово (здесь «аппаратное слово» означает полноразмерное натуральное слово процессора, в отличие от любого иного используемого определения).

История

На ранних компьютерах встречалась длина машинного слова, которая была довольно разной. В те времена компьютеры делились на бизнес-ориентированные и научно-технические. В бизнес-ориентированных компьютерах, занимавшихся экономическими и бухгалтерскими расчётами, не требовалась высокая точность вычислений, так как суммы всегда округлялись лишь до двух сотых. В научных же вычислениях наиболее часто проводятся операции с вещественными числами и точность вычислений (количество знаков после запятой/дробной точки) очень важна. Так как модули памяти для ранних компьютеров стоили дорого, выбор длины машинного слова напрямую влиял как на точности вычислений, выполняемых компьютером, так и на его стоимости. 48-битное машинное слово в научных-технически компьютерах пользовалось большой популярностью, потому что 32-битное слово позволяло выразить вещественные числа с 6−7 знаками после запятой, что было недостаточно из-за накопления ошибки округления при сложных расчётах (особенно инженерных), а 64-битное слово с 15−16 знаками после запятой выходило далеко за рамки требований к точности. 48-битное слово позволяло выразить вещественное число с 10 знаками после запятой (считалось приемлемым для научных и инженерных вычислений того времени).

В 1950−1960-х годах во многих компьютерах, производимых в США, длина слова была кратна 6 битам. Тогда использовалась шестибитная кодировка, — для представления всех цифр и всех букв английского алфавита достаточно было 6 бит: 2 6 = 64 =64> возможных комбинации позволяли закодировать 32 буквы (в верхнем регистре), 10 цифр и некоторые символы пунктуации.

Позднее требования к точности научных и инженерных вычислений возросли, и в 1974 году появилась первая машина с 64-битным словом — суперкомпьютер Cray-1.

В подавляющем большинстве современных компьютеров длина слова в битах равна степени двойки. При этом наиболее часто используются 8- и 16-битные символы.

На ранних компьютерах слово было минимально адресуемой ячейкой памяти. Ныне минимально адресуемой ячейкой памяти всегда является байт, а слово состоит из нескольких байтов. Это приводит к неоднозначному толкованию размера слова. Например, на процессорах 8086 и их потомках «словом» традиционно называют 16 бит (2 байта), хотя эти процессоры могут одновременно обрабатывать и более крупные блоки данных.

В общем случае слово длиной n битов принимает беззнаковые целочисленные значения от 0 до 2 n − 1 -1> включительно.

Размер машинного слова на различных архитектурах

Для 32-битных процессоров архитектуры x86: исторически машинным словом считается 16 бит, реально — 32 бита.

Источник

Определение памяти, ячейки памяти, машинного слова.

ЛЕКЦИЯ 15

Тема Организация памяти.

— способы организации и адресации информации;

— особенности организации внутренней памяти современных

— пользоваться справочной информацией ;

— выбирать ИМС ОЗУ и ПЗУ с необходимыми характеристиками.

Внутренняя память состоит из оперативного запоминающего устройства ОЗУ и постоянного запоминающего устройства ПЗУ.

Память ЭВМ – совокупность запоминающих устройств (ЗУ), предназначенных для записи, хранения и выдачи информации, представленной в виде цифровых кодов.

Она строится на двухпозиционных элементах памяти, каждый из которых обеспечивает хранение бита информации.

В структурном отношении ЗУ можно представить в виде множества ячеек памяти.

Ячейка памяти – фиксированная совокупность элементов памяти, обращение к которым при записи и чтении информации производится одновременно.

Определенное число битов информации, хранимых в одной ячейке, называется словом памяти. Слово памяти может не совпадать с машинным словом, являющимся информационной единицей. Так, при длине слова в 32 двоичных разряда слово памяти может иметь длину 16 или 64 бит. В первом случае машинное слово размещается в двух ячейках памяти, во втором – в одной ячейке памяти хранится два машинных слова.

Основными характеристиками ЗУ являются емкость, быстродействие, надежность и экономичность.

объём памяти;

время доступа к информации;

потребление мощности. Динамическое ОЗУ потребляет меньше мощности, а статическое больше.

надежность. Она характеризуется следующими показателями: время наработки на отказ, вероятность безотказной работы. Предприятие изготовитель устанавливает гарантийный срок исхода этих показателей.

Конструктивные особенности, дизайн, габариты, вес.

Емкость ЗУ – максимальное количество информации, которое одновременно может в нем храниться. В настоящее время емкость ЗУ принято измерять в битах, байтах и записывать в килоединицах К = 1024 бит и мегаединицах М = 1024 × 1024 = 1 048 576 бит. Например, Q = 512 Кбаит = 4 Мбит.

Быстродействие ЗУ оценивают его временными характеристиками. К таким характеристикам относят время обращения к ЗУ и время цикла обращения.

Адресация памяти

Как производить поиск нужной информации?

Поиск информации может происходить:

Организация ОЗУ на ПК

В современных ПК ОЗУ организуется сочетанием статической и динамической памяти.

Статистическая память реализуется на биполярных транзисторах, а

динамическая память – DRAM.

Быстродействия у SRAM больше чем у DRAM.

расстояние между элементами схемы влияет на общее

быстродействие выполнения операций.

Поэтому ОЗУ организуется следующим образом :

хранятся исходные данные и выполняемые в данный момент времени

2) организуется КЭШ память,который состоит из двух уровней,

реализующихся на SRAM:

— КЭШ память 1-ого уровня – внутри микропроцессора;

— КЭШ память 2-ого уровня – в виде отдельной ИМС, которая

располагается рядом с микропроцессором.

данных, обрабатываемых микропроцессором в данный момент

1- уровня загружается следующая часть из КЭШ 2-го уровня.

МП

Модули памяти.

В последнее время появилось несколько новых стандартов памяти. Конструктивно все они выполнены в виде модулей памяти SIMM и DIMM.

Модуль памяти DIMM– 168-контактный модуль памяти, похожий на SIMM, но с раздельными контактами (обычно 2х84), за счет чего увеличивается разрядность или число банков памяти в модуле. Эти модули получают все большее распространение на новых Pentium-системах. На модули DIMMустанавливается более быстрая память SDRAM (на модули SIMM обычно устанавливают память EDO DRAM).

Определение памяти, ячейки памяти, машинного слова.

2.Виды адресации памяти.

4.Что из себя представляет адрес ячейки памяти.

5. Назначение кэш – памяти.

6.Какие модули памяти используются в современных ПК?

Источник

Представление элементарных данных в ОЗУ

Как уже сказано, различными типами элементарных данных являются символы, целые числа, вещественные числа и логические данные. Логический и физический уровни их представления определяются конструктивными особенностями ОЗУ компьютера. В частности, поскольку память компьютера имеет байтовую структуру, к ней привязывается представление любых данных. Более точным является утверждение, что для представления значений элементарных данных в памяти компьютера используется машинное слово; этот термин в информатике применяется в двух значениях:

Машинное слово — (1) совокупность двоичных элементов, обрабатываемая как единое целое в устройствах и памяти компьютера;

(2) данные, содержащиеся в одной ячейке памяти компьютера.

Запоминающие устройства, в которых доступ к данным осуществляется по адресу ячейки, где они хранятся, называются устройствами с произвольным доступом.*

Время поиска нужной ячейки, а также продолжительность операций считывания или записи в ЗУ произвольного доступа одинаково для всех ячеек независимо от их адреса.

Для логического уровня важно то, что представление значений любых элементарных данных должно быть ориентировано на использование машинных слов определенной и единой для данного компьютера длины, поскольку их представление на физическом уровне производится именно в ячейках ОЗУ (на ВЗУ элементарные данные в качестве самостоятельных не представляются и доступ к ним отсутствует).

Рассмотрим особенности представления всех типов элементарных данных с помощью 16-битного машинного слова. Порядок размещения значений данных представлен на рис.6.1.

Источник

Машинное слово.

Вся информация (данные) представлена в виде двоичных кодов. Для удобства работы введены следующие термины, обозначающие совокупности двоичных разрядов (см. табл.). Эти термины обычно используются в качестве единиц измерения объемов информации, хранимой или обрабатываемой в компьютере.

Таблица. Двоичные совокупности

Длина машинного слова может быть разной – 8,16, 32 бита и т.д. Адрес машинного слова в памяти компьютера равен адресу младшего байта, входящего в это слово.

Адресуемость – занесение информации в память и извлечение ее по адресам.

Может появиться вопрос, откуда компьютер «знает», что значения бит 01000001 представляют букву A. Когда на клавиатуре нажата клавиша A, система принимает сигнал от этой конкретной клавиши в байт памяти. Этот сигнал устанавливает биты в значения 01000001. Можно переслать этот байт в памяти и, если передать его на экран или принтер, то будет сгенерирована буква A.

По соглашению биты в байте пронумерованы от 0 до 7 справа налево, как это показано для буквы A:

Число 2 в десятой степени равно 1024, что составляет один килобайт и обозначается буквой К. Например, компьютер с памятью в 512К содержит 512 х 1024, т.е. 524288 байт.

Процессор в PC и в совместимых моделях использует 16-битовую архитектуру, поэтому он имеет доступ к 16-битовым значениям, как в памяти, так и в регистрах. 16-битовое (двухбайтовое) поле называется словом. Биты в слове пронумерованы от 0 до 15 справа налево, как это показано для букв PC:

Существуют также: двойное слово (4 байта), полуслово (1 байт), расширенное слово (8 байт), слово длиной 10 байт — 10 байт.

Дата добавления: 2014-12-19 ; просмотров: 30 | Нарушение авторских прав

Источник