А. Цветкова - Информатика и информационные технологии

Компьютер составлен из нескольких физических устройств, каждое из которых подключено к одному блоку, называемому системным

На современном компьютерном рынке наблюдается большое разнообразие различных типов компьютеров. Поэтому возможно предположить возникновение у потребителя вопроса – как оценить возможности конкретного типа (или модели) компьютера и его отличительные особенности от компьютеров других типов (моделей).

Рассмотрения для этого одной лишь только структурной схемы компьютера недостаточно, так как она принципиально мало чем различается у разных машин: у всех компьютеров есть оперативная память, процессор, внешние устройства.

Различными являются способы, средства и используемые ресурсы, с помощью которых компьютер функционирует как единый механизм.

Чтобы собрать воедино все понятия, характеризующие компьютер с точки зрения его функциональных программно-управляемых свойств, существует специальный термин – архитектура ЭВМ.

Впервые понятие архитектура ЭВМ стало упоминаться с появлением машин 3-го поколения для их сравнительной оценки.

К изучению языка Ассемблера любого компьютера имеет смысл приступать только после выяснения того, какая часть компьютера оставлена видимой и доступной для программирования на этом языке. Это так называемая программная модель компьютера, частью которой является программная модель микропроцессора, которая содержит 32 регистра в той или иной мере доступных для использования программистом.

Данные регистры можно разделить на две большие группы:

1) 16 пользовательских регистров;

2) 16 системных регистров.

В программах на языке Ассемблера регистры используются очень интенсивно. Большинство регистров имеют определенное функциональное назначение.

Помимо перечисленных выше регистров, фирмы-разработчики процессоров внедряют в программную модель дополнительные регистры, предназначенные для оптимизации определенных классов вычислений. Так, в семействе процессоров Pentium Pro (MMX) корпорации Intel было внедрено MMX расширение от Intel. Оно включает в себя 8 (MM0-MM7) 64-битных регистров и позволяет производить целочисленные операции над парами нескольких новых типов данных:

1) восемь упакованных байт;

2) четыре упакованных слова;

3) два двойных слова;

4) учетверенное слово;

Другими словами, одной инструкцией MMX расширения программист может, например, сложить между собой два двойных слова. Физически никаких новых регистров добавлено не было. MM0-MM7 это мантиссы (младшие 64 бита) стека 80 битных FPU (floating point unit – сопроцессор) регистров.

Кроме того, на данный момент существуют следующие расширения программной модели – 3DNOW! от AMD; SSE, SSE2, SSE3, SSE4. Последние 4 расширения поддерживаются как процессорами фирмы AMD, так и процессорами корпорации Intel.

Как следует из названия, пользовательскими регистры называются потому, что программист может использовать их при написании своих программ. К этим регистрам относятся:

1) восемь 32-битных регистров, которые могут использоваться программистами для хранения данных и адресов (их еще называют регистрами общего назначения (РОН)):

– eax/ax/ah/al;

– ebx/bx/bh/bl;

– edx/dx/dh/dl;

– ecx/cx/ch/cl;

– ebp/bp;

– esi/si;

– edi/di;

– esp/sp.

2) шесть регистров сегментов:

– cs;

– ds;

– ss;

– es;

– fs;

– gs;

3) регистры состояния и управления:

– регистр флагов eflags/flags;

– регистр указателя команды eip/ip.

На следующем рисунке показаны основные регистры микропроцессора:

Регистры общего назначения

Все регистры этой группы позволяют обращаться к своим «младшим» частям. Использовать для самостоятельной адресации можно только младшие 16– и 8-битные части этих регистров. Старшие 16 бит этих регистров как самостоятельные объекты недоступны.

Перечислим регистры, относящиеся к группе регистров общего назначения. Так как эти регистры физически находятся в микропроцессоре внутри арифметико-логического устройства (АЛУ), то их еще называют регистрами АЛУ: