Шина адреса
Шина адреса представляет собой набор проводников; по ним передается адрес ячейки памяти, в которую или из которой пересылаются данные. Как и в шине данных, по каждому проводнику передается один бит адреса, соответствующий одной цифре в адресе. Увеличение количества проводников (разрядов), используемых для формирования адреса, позволяет увеличить количество адресуемых ячеек. Разрядность шины адреса определяет максимальный объем памяти, адресуемой процессором.
Представьте себе следующее. Если шина данных сравнивалась с автострадой, а ее разрядность — с количеством полос движения, то шину адреса можно ассоциировать с нумерацией домов или улиц. Количество линий в шине эквивалентно количеству цифр в номере дома. Например, если на какой-то гипотетической улице номера домов не могут состоять более чем из двух цифр (десятичных), то количество домов на ней не может быть больше ста (от 00 до 99), т.е. 102. При трехзначных номерах количество возможных адресов возрастает до 103 (от 000 до 999) и т.д.
В компьютерах применяется двоичная система счисления, поэтому при двухразрядной адресации можно выбрать только четыре ячейки (с адресами 00, 01, 10 и 11), т.е. 22, при трехразрядной — восемь (от 000 до 111), т.е. 23. Например, в процессорах 8086 и 8088 используется 20-разрядная шина адреса, поэтому они могут адресовать 220 (1 048 576) байт, или 1 Мбайт памяти. Объемы памяти, адресуемой процессорами Intel, приведены в табл. 3.3.
Таблица З.З. Объем памяти, адресуемой процессорами компании Intel
|
Тип процессора |
Разрядность шины адреса |
Байт |
Кбайт |
Мбайт |
Гбайт |
Тбайт |
|
8088/8086 |
2G |
1 G48 57б |
1 G24 |
— |
— |
|
|
286/386SX |
1б 777 21б |
1б 384 |
1б |
— |
— |
|
|
386DX/486/Kласс P5 |
4 294 9б7 29б |
4 194 3G4 |
4 G96 |
— |
||
|
Класс P6 Класс P7 |
3б |
б8 719 47б 73б |
б7 1G8 8б4 |
б5 53б |
б4 |
— |
|
Itanium |
17 592 18б G44 41б |
17 179 8б9 184 |
1б 777 21б |
1б 384 |
1б |
Шины данных и адреса независимы, и разработчики микросхем выбирают их разрядность по своему усмотрению, но, чем больше разрядов в шине данных, тем больше их и в шине адреса. Разрядность этих шин является показателем возможностей процессора: количество разрядов в шине данных определяет способность процессора обмениваться информацией, а разрядность шины адреса — объем памяти, с которым он может работать.
Внутренние регистры
Количество битов данных, которые может обработать процессор за один прием, характеризуется разрядностью внутренних регистров. Регистр — это, по существу, ячейка памяти внутри процессора; например, процессор может складывать числа, записанные в двух различных регистрах, а результат сохранять в третьем регистре. Разрядность регистра определяет количество разрядов обрабатываемых процессором данных, а также характеристики программного обеспечения и команд, выполняемых чипом. Например, процессоры с 32-разрядными внутренними регистрами могут выполнять 32-разрядные команды, которые обрабатывают данные 32-разрядными порциями, а процессоры с 16-разрядными регистрами этого делать не могут. В большинстве всех современных процессоров внутренние регистры являются 32-разрядными. Процессоры Itanium и Athlon 64 имеют 64-разрядные внутренние регистры, которые необходимы для более полного использования функциональных возможностей новых версий операционных систем и программного обеспечения.