Math coprocesor - funcțiile și principiile de coprocesor matematic

Math coprocessor - extensie coprocesor seturi de comenzi CPU și asigură operațiunile sale module funcționale de procesoare punct care nu au integrat un modul plutitor. Fig. 4 prezintă un co-procesor matematic pe placa de bază.

În ciuda faptului că aproape toate procesoarele, începând cu 486, echipat cu un coprocesor încorporat, performanțele lor pot varia. Punct de vedere istoric, Intel coprocesoare care funcționează de producție mai rapid decât coprocesoare Cyrix si AMD, dar, recent, situația începe să se schimbe.

operațiuni de module cu virgulă mobilă (sau float) - o parte a procesorului pentru a efectua o gamă largă de operații matematice pe numere reale.

procesoare simple numere întregi pentru a lucra cu numere reale și operații matematice necesare pentru sprijinirea procedurilor și de timp pentru a le pune în aplicare corespunzătoare. Modulul floating point-le sprijină pe primitivele nivel - încărcare, descărcare număr real (registre de specialitate) sau a unei operații matematice efectuate pe ele cu o singură comandă, datorită acestui fapt, o accelerare considerabilă a acestor operațiuni.

coprocesoare Math numit, de asemenea, un procesor punct plutitoare, deoarece ele demonstrează cel mai clar capacitățile sale în domeniul matematicii. Plutitoare numere de puncte sunt adesea folosite în calcule științifice și prezentate, de regulă, mantisa și ordonata. Avantajul obținut prin stabilirea coprocesorul matematic, depinde de ce sarcini sunt rezolvate pe un computer. Potrivit coprocessor Intel aserțiune poate reduce timpul de execuție a operațiunilor matematice, cum ar fi inmultire, impartire, exponentiala cu 80% sau mai mult. Viteza de a efectua operațiuni simple, cum ar fi adunarea și scăderea nu este aproape redusă.

Structural inerente semnalelor microprocesor coprocesorul suportă o operație și apoi a primi rezultatele procesării.

Pentru a utiliza un coprocesor aritmetică, care este într-o parte a calculatorului sunt necesare programe, care pot emite coduri speciale necesare pentru a rula coprocesorul.

Microprocesoarele 8088, 80286, 80386 sunt proiectate astfel încât acestea vă permit să utilizați coprocesoare aritmetice 8087, 80287, 80387 a companiei „Intel“ sunt respectiv. Mai multe modele recente au încorporat microprocesoare coprocesoare.

Din punct de vedere practic, performanța sistemului legat de procesare de text și de întreținere a bazei de date - funcții care nu necesită calcule matematice complexe nu poate fi îmbunătățit în coprocesor matematic. Coprocessor și microprocesorul principal poate opera la diferite frecvențe de ceas (de la propriile lor ceasuri).

Simplu procesoare „întreg“ pentru a lucra cu numere reale și operații matematice necesare pentru sprijinirea procedurilor și de timp pentru a le pune în aplicare corespunzătoare. Modulul floating point-le sprijină pe primitivele nivel - încărcare, descărcare număr real (registre de specialitate) sau a unei operații matematice efectuate pe ele cu o singură comandă, datorită acestui fapt, o accelerare considerabilă a acestor operațiuni. In interiorul numerelor FPU sunt stocate în 80 de biți format în virgulă mobilă pentru înregistrarea aceeași sau citirea din memorie poate fi utilizat:

- numere reale în trei formate: scurte (32 de biți), lungime (64 biți) și extins (80 de biți).

- numere întregi binare în trei formate: 16, 32 și 64 de biți.

- decimal numărul (BCD) întreg ambalate - lungimea maximă număr este de 18 cifre zecimale atanșe (72 biți).

FPU sprijină, de asemenea, valori numerice speciale:

- număr real demoralizată - numărul de care este mai mic decât numărul minim normalizat. La formarea unui astfel de valoare într-un registru stivă în acest registru respectiva etichetă registru format valoare specială TWR (10);

- infinit (pozitive și negative), apare prin împărțirea valorii de zero la zero, precum și un preaplin. valoare specială (10) este format la valori formirovaniitakogo într-o stivă registru în această etichetă registru registru TWR corespunzător.

-nechislo, există două tipuri de nechisel:

-semnal nechisla. Coprocessor răspunde la apariția acestui număr. Registrul stivă excepție de excitație operație invalidă. Coprocessor nu generează un semnal de numere. Programatorii sunt numere formate în mod intenționat pentru a excita excepția situației dorite.

- liniștit (Quiet) nechisla. Coprocessor poate forma un nechisla calm ca răspuns la anumite excepții, cum ar fi numărul de incertitudine reală.

- zero, - în format virgulă mobilă, zero este, de asemenea, considerată o semnificație specială.

incertitudinea și formate neacceptate. Există multe set de biți, care pot fi reprezentate într-un format la scară mărită a unui număr real. Pentru cele mai multe dintre valorile lor au format o operație invalidă excepție.

Un procesor special care este configurat pentru a efectua operații matematice și pune în aplicare le de multe ori mai repede decât CPU. Astfel sa obtinut posibilitatea de a crește performanța procesorului printr-un modul special - coprocesor matematic. Spre deosebire de procesorul central, coprocesor matematic nu ține sub control cea mai mare parte a circuitelor de calculator. Dimpotrivă, toate activitățile unui coprocesor matematic este determinată de CPU, care poate trimite un coprocesor matematic comandă executarea programelor și formarea rezultatelor. În modul normal, procesorul îndeplinește toate funcțiile unui computer. Și numai atunci când există probleme cu care sa faca fata mai bine coprocesor matematic, acestea sunt prevăzute cu date și comenzi, și așteaptă CPU pentru rezultatele. Aceste probleme includ, de exemplu, operații matematice între numere reale (operații între virgulă mobilă), în care numărul reprezentat de o mantisă și o ordonată (grad zecimal de determinare a poziției punctului zecimal). Anterior, în primele generații de calculatoare (i80386, i80486) module de coprocesor matematic sunt instalate pe placa de bază ca un cip separat, în computerele moderne folosesc un coprocesor matematic ca un cip separat, nu este necesară, deoarece acesta este deja integrat în CPU. Beneficiile pe care le obține de la utilizarea coprocesorul matematică, în funcție de ce fel de probleme pot fi rezolvate pe un computer personal.

Avantajele care sunt obținute prin stabilirea unui coprocesor matematic, în funcție de ceea ce sarcini sunt pe computer. Potrivit coprocesorul Intel poate reduce timpul de execuție a operațiilor matematice, cum ar fi de multiplicare, diviziune, și exponentiala cu 80% sau mai mult. Viteza de operații simple, cum ar fi adunare și scădere, nu ar putea fi redusă.