Регистр процессора — сверхбыстрая оперативная память внутри процессора, предназначенная прежде всего для хранения промежуточных результатов вычисления.
По типу приёма и выдачи информации различают 2 типа регистров:
- С последовательным приёмом и выдачей информации — сдвиговые регистры.
- С параллельным приёмом и выдачей информации — параллельные регистры.
По назначению регистры различаются на:
- аккумулятор — используется для хранения промежуточных результатов арифметических и логических операций и инструкций ввода-вывода;
- флаговые — хранят признаки результатов арифметических и логических операций;
- общего назначения — хранят операнды арифметических и логических выражений, индексы и адреса;
- индексные — хранят индексы исходных и целевых элементов массива;
- указательные — хранят указатели на специальные области памяти (указатель текущей операции, указатель базы, указатель стека);
- сегментные — хранят адреса и селекторы сегментов памяти;
· управляющие — хранят информацию, управляющую состоянием процессора, а также адреса системных таблиц.
4 минуты и ты знаешь как устроен компьютер
Начиная с 80386 процессоры Intel предоставляют 16 основных регистров для пользовательских программ плюс еще 11 регистров для работы с мультимедийными приложениями (MMX(Multimedia Extension)) и числами с плавающей запятой (FPU/NPX (Float Point Unit / Numerical Processor Extension)). Все команды так или иначе изменяют значения регистров, и всегда быстрее и удобнее обращаться к регистру, чем к памяти.
Из реального (но не из виртуального) режима помимо основных регистров доступны так же регистры управления памятью (GDTR, IDTR, TR, LDTR), регистры управления (CR0, CR1 – CR4), отладочные регистры (DR0 – DR7) и машинно-специфичные регистры, но они не применяются для решения повседневных задач.
Регистры общего назначения.
32-битные регистры EAX (аккумулятор), EBX (база), ECX (счетчик), EDX (регистр данных) могут использоваться без ограничений для любых целей – временного хранения данных, аргументов или результатов различных операций. Название регистров происходят от того, что некоторые команды применяют их специальным образом: так, аккумулятор часто необходим для хранения результата действий, выполняемых над двумя операндами, регистр данных в этих случаях получает старшую часть результата, если он не умещается в аккумулятор, регистр счетчик работает как счетчик в циклах и строковых операциях, а регистр-база – при так называемой адресации по базе.
Младшие 16 бит каждого их этих регистров применяются как самостоятельные регистры с именами AX, BX, CX, DX. На самом деле в процессорах 8086-80286 все регистры были 16-битными и назывались именно так, а в 32-битные EAX-EDX появились с введением 32-битной архитектуры в 80386. Кроме этого, отдельные байты в 16-юитных регистрах AX – DX тоже могут использоваться как 8-битные регистры и иметь свои имена. Старшие байты этих регистров называются AH, BH, CH, DH, а младшие – AL, BL, CL, DL.
КАК работает ПРОЦЕССОР? ОБЪЯСНЯЕМ
Остальные четыре регистра – ESI (индекс источника), EDI (индекс приемника), EBP (указатель базы), ESP (указатель стека) — имеют более конкретное назначение и применяются для хранения всевозможных временных переменных. Регистры ESI и EDI необходимы в строковых операциях, EBP и ESP – при работе со стеком. Так же как в случае с регистрами EAX – EDX, младшие половины этих четырех регистров называются SI, DI, BP и SP соответственно, и в процессорах до 80386 только они и присутствовали.
(Регистры общего назначения)
Сегментные регистры.
При использовании сегментированных моделей памяти для формирования любого адреса нужны два числа – адрес начала сегмента и смещение искомого байта относительно этого начала (в бессегментной модели памяти flat адреса начала всех сегментов равны). Операционные системы (кроме DOS) могут размещать сегменты, с которыми работает программа пользователя, в разных местах памяти и даже временно записывать их на диск, если памяти не хватает. Так как сегменты способны оказаться где угодно, программа обращается к ним, применяя вместо настоящего адреса начала сегмента 16-битное число, называемое селектором. В процессорах Intel предусмотрены шесть 16-битных регистров – CS, DS, ES, FS, GS, SS, где хранятся селекторы. Это означает, что в любой момент можно изменить параметры, записанные в этих регистрах.
В отличие от DS, ES, GS, FS, которые называются регистрами сегментов данных, CS и SS отвечают за сегменты двух особенных типов – сегмента кода и сегмент стека. Первый содержит программу, исполняющуюся в данный момент, следовательно, запись нового селектора в этот регистр приводит к тому, что далее будет исполнена не следующая по тексту программы команда, а команда из кода, находящегося в другом сегменте, с тем же смещением. Смещение очередной выполняемой команды всегда хранится в специальном регистре EIP (указатель инструкции, 16-битная форма IP), запись в который также приведет к тому, что далее будет исполнена какая-нибудь другая команда. На самом деле все команды передачи управления – перехода, условного перехода, цикла, вызова подпрограммы и т. п. – и осуществляют эту самую запись в CS и EIP.
Стек.
Стек – организованный специальным образом участок памяти, который используется для временного хранения переменных, передачи параметров вызываемым подпрограммам и сохранения адреса возврата при вызове процедур и прерываний. Легче всего представить стек в виде стопки листов бумаги (это одно из значений слова «stack» в английском языке) – вы можете класть и забирать листы только с вершины стопки.
Поэтому, если записать в стек числа 1, 2, 3, то при чтении они окажутся в обратном порядке – 3, 2, 1. Стек располагается в сегменте памяти, описываемом регистром SS, и текущее смещение вершины стека отражено в регистре ESP, причем во время записи значение этого смещения уменьшается, то есть он «растет вниз» от максимально возможного адреса. Такое расположение стека «вверх ногами» может быть необходимым, к примеру, в бессегментной модели памяти, когда все сегменты, включая сегменты стека и кода, занимают одну и туже область – память целиком. Тогда программа исполняется в нижней области памяти, в области малых адресов, и EIP растет, а стек располагается в верхней области памяти, и ESP уменьшается. При вызове подпрограммы параметры в большинстве случаев помешают в стек, а в EBP записывают текущее значение ESP. Если подпрограмма использует стек для хранения локальных переменных, ESP изменится, но EBP можно будет использовать для того, чтобы считывать значения параметров напрямую из стека (их смещения запишутся как EBP + номер параметра).
Регистр флагов.
Еще один важный регистр, использующийся при выполнении большинства команд, — регистр флагов. Его младшие 16 бит, представлявшие собой весь этот регистр до процессора 80386, называются FLAGS. В E FLAGS каждый бит является флагом, то есть устанавливается в 1 при определенных условиях или установка его в 1 изменяет поведение процессора. Все флаги, расположенные в старшем слове регистра, имеют отношение к управлению защищенным режимом, поэтому будем рассматривать только регистр FLAGS.
- CF – флаг переноса. Устанавливается в 1, если результат предыдущей операции не уместился в приемнике и произошел перенос старшего бита или если требуется заем (при вычитании), в противном случае – в 0. Например, после сложения слова 0FFFFh и 1, если регистр, в который надо поместить результат, — слово, в него будет записано 0000h и флаг CF=1.
- PF – флаг четности. Устанавливается в 1, если младший байт результата предыдущей команды содержит четное число битов, равных 1, и в 0, если нечетное. Это не тоже самое, что делимость на два. Число делится на 2 без остатка, если его самый младший бит равен нулю, и не делится, когда он равен 1.
- AF – флаг полупереноса или вспомогательного переноса. Устанавливается в 1, если в результате предыдущей операции произошел перенос (или заем) из третьего бита в четвертый. Этот флаг используется автоматически командами двоично-десятичной коррекции.
- ZF – флаг нуля. Устанавливается в 1, если результат предыдущей команды – ноль.
- SF – флаг знака. Он всегда равен старшему биту результата.
- TF – флаг ловушки. Он был предусмотрен для работы отладчиков, не использующих защищенный режим. Установка его в 1 приводит к тому, что после выполнения каждой программной команды управление временно передается отладчику (вызывается прерывание 1 – описание команды INT).
- IF – флаг прерываний. Сброс этого флага приводит к тому, что процессор перестает обрабатывать прерывания от внешних устройств (описание команды INT). Обычно его сбрасывают на короткое время для выполнения критических участков кода.
- DF – флаг направления. Он контролирует поведения команд обработки строк: когда он установлен в 1, строки обрабатываются в сторону уменьшения адресов, когда DF=0 – наоборот.
- OF – флаг переполнения. Он устанавливается в 1, если результат предыдущей арифметической операции над числами со знаком выходит за допустимые для них пределы. Например, если при сложении двух положительных чисел получается число со старшим битом, равным единице, то есть отрицательное, и наоборот.
Флаги IOPL (уровень привилегий ввода-вывода) и NT (вложенная задача) применяются в защищенном режиме.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Где хранится программа которую в данный момент обрабатывает процессор
August 2021 1 44 Report
Где хранится выполняемая в данный момент программа и обрабатываемые данные А) во внешней памяти Б) впроцессоре В) в оперативной памяти Г) на устройстве вывода
Answers Out of memory»
Источник: scholar.tips
Понятие программного обеспечения компьютера и его виды. Назначение и функции операционной системы.
осознание значения навыков работы с прикладными программами для последующей профессиональной деятельности.
Развивающая:
развитие мышления, навыков анализа и систематизации, расширение кругозора учащихся.
Урок изучения нового материала.
Организационные формы обучения:
Лекция с элементами беседы.
Ученик должен знать:
программный принцип работы компьютера;
понятие программного обеспечения;
типы программного обеспечения;
понятие операционной системы;
функции операционной системы.
Ученик должен уметь: работать с офисными программами.
Оборудование: видеопроектор, интерактивная доска, ПО MS PowerPoint .
Материалы к уроку:
Презентация «Программное обеспечение компьютера» ( приложение 1 ) (для объяснения нового материала).
Презентация «Прикладное программное обеспечение» ( приложение 2 ) (для самостоятельной работы учащихся, на каждом компьютере).
Проверочная тестовая работа (по экземпляру на каждого ученика).
Бланк ответов для работы с презентацией ( приложение 3 ) (вклеивается в тетрадь, по экземпляру на каждого ученика).
Структура урока:
Повторение пройденного материала.
Сообщение темы и цели урока. Лекция.
Практическая часть урока.
Организационная часть .
Повторение пройденного материала
Проверочная тестовая работа (8 человек за ПК – тест прилагается):
Какой из перечисленных видов памяти не является внешней памятью?
Что не входит в минимальный комплект устройств, составляющих персональный компьютер?
Назовите устройство вывода информации:
Назовите устройство, которое является «мозгом» компьютера:
В состав системного блока не входит:
Назовите устройство ввода информации:
При выключении электрического питания компьютера информация не стирается:
на жёстком диске;
в постоянном запоминающем устройстве;
в оперативной памяти;
Где хранится программа, которую в данный момент обрабатывает процессор:
на жёстком диске;
в оперативной памяти.
Что означает фраза «компьютер Pentium IV»?
название процессора, используемого в компьютере;
название фирмы, выпустившей компьютер.
Выберите из ниже перечисленных набор устройств, из которых можно собрать компьютер:
пишущая машинка, память, дисковод;
процессор, память, монитор, клавиатура;
процессор, память, дисковод.
Слайд 1-2. Актуализация прежних знаний
Как вы думаете, похож компьютер на человека?
Какие возможности человек передал компьютеру?
Какие группы устройств моделируют деятельность человека?
Сообщение темы и цели урока. Лекция .
. Итак, мы сегодня поговорим о программах, а точнее о программном обеспечении компьютера и ответим на вопрос «Зачем компьютеру программное обеспечение?»
А помогать нам в этом путешествии будет маленький гном. Если вы увидите его на экране, то должны записать данную информацию в тетрадь.
Как грудной малыш без мамы
Сам не может есть и пить,
Так компьютер без программы (ребус)
Шагу бы не смог ступить.
Давайте разгадаем ребус и узнаем, о чем мы будем говорить сегодня на уроке.
Слайд 4. Беседа
А задумывались ли вы, откуда компьютер знает, что нужно делать в ответ на ваши действия? Представьте себе маленького новорождённого человечка. Сначала он ничего не знает и не умеет. Знания и умения приходят с возрастом. Ребенок растет, развивается, осваивает речь, узнаёт, как одеваться, завязывать шнурки на ботинках, пользоваться ложкой, ножницами, карандашом и многим другим.
Потом ребёнок идет в школу, учится читать, писать, рассуждать, изучает разные науки, получая знания. Знания – это информация. Только что собранный из деталей компьютер подобен новорождённому. Он ничего не знает и не умеет. Для того чтобы компьютер мог работать с информацией, его нужно обучить. Компьютерные знания – это программы и данные.
Компьютерные учителя – программисты. Они составляют программы, подготавливают данные, необходимые для работы программ, и записывают всё это в компьютерную память. После такого обучения компьютер передают пользователям, то есть нам с вами, для работы.
Слайд 5. Программное обеспечение – это совокупность всех программ, находящихся в долговременной памяти компьютера. Программное обеспечение не является чем-то постоянным и неизменным, оно может пополняться, изменяться.
В программном обеспечении можно выделить три уровня:
Рассматриваем схему снизу вверх.
Системное ПО – программы, необходимые для обеспечения работоспособности компьютера. Это операционная система и обслуживающие программы.
Прикладное ПО – программы для работы пользователей;
Инструментальное ПО (системы программирования) — являются инструментами для программистов профессионалов и позволяют разрабатывать программы на различных языках программирования (Basic, Pascal, C и системах визуального программирования Visual Basic, Delphi)
Быть грамотным пользователем непросто. Ведь необходимо уметь не только работать с несколькими распространёнными программами, но и ориентироваться в море программ, чтобы в случае необходимости легко и быстро найти нужную программу и научиться с ней работать. Давайте посмотрим, какие классы прикладных программ существуют. Сразу скажу, что существует огромное количество различных прикладных программ, и каждый день появляются новые программы, поэтому наш перечень будет далеко не полным.
Это программы общего пользования не связаны с конкретным применением ПК и выполняют традиционные функции: планирование и управление задачами, управления вводом-выводом и т.д.
Другими словами, системные программы выполняют различные вспомогательные функции, например, создание копий используемой информации, выдачу справочной информации о компьютере, проверку работоспособности устройств компьютера и т.п.
К системному ПО относятся:
операционные системы (эта программа загружается в ОЗУ при включении компьютера)
драйверы (программы, предназначенные для управления портами периферийных устройств, обычно загружаются в оперативную память при запуске компьютера)
утилиты (вспомогательные или служебные программы, которые представляют пользователю ряд дополнительных услуг)
организация согласованного выполнения всех процессов в компьютере, планирование работ, распределение ресурсов.
организация обмена информацией с внешними устройствами; хранение информации и обеспечение доступа к ней, предоставление справок;
реакция на ошибки и аварийные ситуации;
контроль за нормальным функционированием оборудования;
обеспечение возможности доступа к стандартным системным средствам (программам, драйверам и т.д.)
обеспечение общения с пользователем.
Прикладные программы:
Слайд 8-10 программы для работы с текстом (редакторы, переводчики, программы распознавания текста) ;
слайд 11-14 программы для работы с графикой (редакторы изображений, программы создания рисунков и анимации) ;
слайд 15-16 программы для работы с числовой информацией (табличные процессоры) ;
слайд 17-18 системы управления базами данных;
слайд 19-20 программы для работы со звуком;
слайд 21-22 обучающие программы и тренажеры;
слайд 23-24 электронные энциклопедии;
слайд 25-26 компьютерные игры.
IV . Физкультминутка: зарядка для глаз и позвоночника.
V .Практическая часть урока
Какие программы вы отнесли к текстовым, графическим, числовым, звуковым? Какие программы не смогли отнести ни к одной группе?
VI . Итоги урока.
Итак, Что называют программным обеспечением компьютера? Какие программы могут понадобиться в профессиональной деятельности секретаря-машинистки? Дизайнера интерьеров? Музыканта? Бухгалтера?
Слайд 29. Задание на дом:
§10 учебника, вопросы после параграфа
Краткое сообщение о какой-нибудь прикладной программе – название, назначение, возможности.
VII . Рефлексия.
Что нового узнали на уроке? Какие знания пригодятся вам в практике? Нужно ли вообще так глубоко изучать информационные технологии ученикам? Почему?
Используемая литература:
И.Семакин. Информатика. Базовый курс 7-9.
И.Семакин. Преподавание базового курса информатики в средней школе.
И.Семакин. Задачник-практикум. Том 1-2.
Источник: xn--j1ahfl.xn--p1ai