Почему считывание из памяти операнда-слова, не выровненного по границе слова, занимает больше времени, чем выровненного операнда?

• считывание невыровненного операнда требует двух обращений к памяти, вместо одного обращения для выровненного операнда
• формирование физического адреса невыровненного операнда занимает больше времени
• обращение к невыровненному операнду вызывает замену сегментного регистра, используемого в данном режиме адресации по умолчанию

Другие предметы Университет Выравнивание данных в памяти ЭВМ периферийные устройства считывание из памяти выравнивание операнда время доступа к памяти физический адрес сегментный регистр адресация невыровненный операнд обращение к памяти Новый

Считывание операнда из памяти является важным аспектом работы процессора, и выравнивание данных по границам слова играет значительную роль в этом процессе. Давайте разберем, почему считывание невыровненного операнда занимает больше времени, чем выровненного.

1. Определение выравнивания:

   Выравнивание данных означает, что данные располагаются в памяти таким образом, чтобы адрес их начала был кратен размеру данных. Например, для 4-байтного слова адрес должен быть кратен 4.

2. Считывание выровненного операнда:

   Когда операнд выровнен, процессор может получить его за одно обращение к памяти. Это происходит потому, что все байты операнда находятся в одной ячейке памяти, что позволяет процессору быстро и эффективно считывать данные.

3. Считывание невыровненного операнда:

   Когда операнд не выровнен, его байты могут находиться в разных ячейках памяти. В этом случае процессору необходимо выполнять два обращения к памяти:

   • Первое обращение для получения первых байтов операнда из одной ячейки памяти.
   • Второе обращение для получения оставшихся байтов из следующей ячейки памяти.

   Таким образом, это приводит к увеличению времени, необходимого для считывания данных.

4. Формирование физического адреса:

   Хотя формирование физического адреса невыровненного операнда может занять больше времени, это не является основной причиной увеличенного времени считывания. Основная проблема заключается в необходимости двух обращений к памяти.

5. Замена сегментного регистра:

   Обращение к невыровненному операнду не всегда вызывает замену сегментного регистра. Это зависит от конкретной архитектуры и режима адресации. Однако в большинстве случаев основная задержка происходит из-за двух обращений к памяти.

В заключение, основная причина, по которой считывание невыровненного операнда занимает больше времени, заключается в том, что требуется два обращения к памяти, в то время как для выровненного операнда достаточно одного обращения. Это существенно влияет на производительность системы.