Афоризм - фраза, которая всем известна и поэтому в речи не творится заново, а извлекается из памяти.
Девиз - краткое изречение, обычно выражающее руководящую идею поведения или деятельности (Наш девиз - вперед!) .
Идиоматичный - присущий только данному языку, своеобразный.
Канонический - принятый за образец, твердо установленный.
Клише - расхожий речевой оборот, штамп.
Лозунг - обращение, в лаконичной форме выражающее политическую идею, требование (например, лозунг эпохи социализма: Партия - ум, честь и совесть нашей эпохи ).
Паремия - языковое клише (фразеологизм, пословица, поговорка, прецедентное высказывание).
Призыв - обращение, в лаконичной форме выражающее руководящую идею, политическое требование, лозунг (Все на выборы!) .
Прототипная ситуация - ситуация, соответствующая буквальному значению фразеологизма.
Синтаксический фразеологизм - нестандартное, специфическое построение, струк-турные свойства и семантика которого выходят за рамки регуляр-ных синтаксических связей и закономерностей (например: Нет бы летом приехать! ); служебные и местоименные слова, частицы и междометия функционируют не по действующим синтаксическим правилам. В отличие от лексического фразеологизма, синтаксический фразеологизм не воспроизводится, а строится.
Фразеологизм - словосочетание, общее значение которого не вы-водится из самостоятельных значений каждого слова, в него вхо-дящего (катиться по наклонной плоскости - опускаться в нравственном отношении). Основные признаки фразеологизма - устойчивость и воспроизводимость.
Эталон - образец.
Эта лекция посвящена рассмотрению проблем паремии, т. е. особенностям семантики и функционирования языковых клише разных видов и учету этих особенностей при обучении МКК. Клише мы называем всякую готовую речевую форму, критерием для выделения которой служит регулярность ее появления в опре-деленных повторяющихся речевых ситуациях. Сосредоточим свое внимание на фразеологизмах - единицах, которые особенно актуальны при обучении МКК.
Понятие о фразеологизме
В русском языке, как и в ряде других языков, слова соединяются друг с другом, образуя словосочетания. Одни из них свободные, другие - несвободные. Свободные сочетания слов постоянно образуются в ходе речи: говорящий подбирает нужные по смыслу слова на основе знания их значения и грамматически строит из них сочетания в соответствии с замыслом и структурой высказывания: пить чай, писать ручкой, участвовать в спектакле, организовать конференцию и т. п.
Каждое слово в таких свободных сочетаниях слов сохраняет свое самостоятельное значение и выполняет определенную синтаксическую функцию. Подобные сочетания создаются в процессе речи для осуществления коммуникативной цели (сообщить, спросить и т. п.) в соответствии с личным восприятием, впечатлением в определенной ситуации. Такие сочетания в памяти не сохраняются: изменятся обстоятельства - возникнут новые свободные сочетания.
В языке существуют и связанные сочетания, например, перебежать дорогу кому-либо мешать добиться своего: Я знаю, почему он так себя ведет. Когда-то я перебежал ему дорогу - выиграл конкурс на должность, на которую он претендовал. Самостоятельное значение слов-компонентов в словосочетании перебежать дорогу ослаблено, так как исчезли номинативные свойства слов, поэтому смысл всего оборота уже не связан с семантикой каждого слова в отдельности. Лексически такое сочетание является неделимым и в речи воспроизводится как готовая речевая единица. Синтаксически рассматривается роль словосочетания в целом, а не каждого слова в отдельности. Такие семантически неделимые словосочетания, которым свойственно постоянство целостного значения, называют фразеологическими единицами языка (или фразеологизмами, фразеологическими оборотами).
Основной семантический признак фразеологизма - семантическая слитность, спаянность, суть которой заключается в том, что общее значение фразеологизма не вы-водится из самостоятельных значений каждого слова, в него вхо-дящего (ср., к примеру, фразеологизмы мелкая сошка - о незначительном с точки зрения социального положения человеке, стреляный воробей - об опытном, бывалом человеке, морочить голову кому-либо - не давая сосредоточиться на главном, основном, запутывать, дурачить кого-либо).
Значение фразеологизма специфично. Во-первых, значение фразеологической единицы (ФЕ) всегда богаче, чем значение синонимичного слова (или слов). Оно никогда не равнозначно объему значения слова-синонима. Так, бить баклуши - это не просто бездельничать, но заниматься пустяками; вставлять палки в колеса - не только мешать или препятствовать, но делать это в то время, когда кто-то занимается каким-то делом, как бы по его ходу; выносить сор из избы - это когда сплетничает или разглашает чужие тайны тот, кому они доверительно поведаны. А это значит, что значение фразеологизмов всегда более оснащено подробностями, чем значение слов.
Во-вторых, значение большинства фразеологизмов ситуативно. Эта особенность фразеологизмов требует не только знания их значения, но и тех ситуаций, в которых их можно употребить. Так, в ФЕ задирать нос , помимо смысла важничать, содержится информация о том, что прежде говорящий и тот, о ком идет речь, были на равных, а в настоящее время этот последний кичится своим более высоким социальным или материальным положением.
Следующей особенностью фразеологизмов является оценочный характер значения. Большинство фразеологизмов, благодаря образу, который лежит в их основе, не только обозначают какой-либо фрагмент действительности, но и выражают положительное или отрицательное мнение говорящего о том, что обозначается. При этом говорящий оценивает, хорошо это или плохо, доброе или злое, полезное или вредное. Например, фразеологизм задирать нос , наряду с указанным выше содержанием, выражает отрицательное мнение человека, употребляющего эту ФЕ: важничанье - плохая человеческая черта.
Образы, на основе которых образуются фразеологизмы, могут сами по себе давать оценку обозначаемому. Так, вставлять палки в колеса кому-либо - плохо, а давать зеленую улицу - хорошо.
Большинство фразеологизмов, помимо оценочного отношения говорящего, выражает и эмоциональное отношение. Оно также подсказывается образом. Когда говорят: Нас заставляют работать до изнеможения, то описывают и оценивают только обозначаемую ситуацию. Но если говорят: Из нас выжимают все соки , то рассчитывают еще и на сочувствие и сопереживание слушающего, так как в значении фразеологизма присутствует еще и созначение - эмоциональное неодобрение того, что обозначается (ср. в высказывании Ты водишь меня за нос говорящий выражает собеседнику обвинение в пренебрежительном к нему отношении).
Из приведенных примеров видно, что фразеологизмы - это своего рода микротексты, в которых, помимо образного описания собственно обозначаемого фрагмента действительности, присутствуют еще и созначения (коннотации), выражающие оценочное или эмоциональное отношение говорящего к обозначаемому. Сложение этих смыслов создает эффект выразительности, или экспрессивности фразеологизмов.
Фразеологизм имеет ряд существенных признаков:
1) устойчивость,
2) воспроизводимость,
3) целостность значения,
4) раздельнооформленность.
Устойчивость (постоянство, стабильность) и воспроизводимость - это регулярная повторяемость фразеологических единиц в готовом виде. ФЕ воспроизводятся, а не конструируются в речи каждый раз заново в зависимости от коммуникативной ситуации.
Целостность значения фразеологизма связана с тем, что значение фразеологизма трудно или невозможно вывести из значения образующих его частей. Целостность значения фразеологизма достигается полным или частичным переосмыслением компонентов. В результате они, как правило, расходятся в значении с соответствующими словами свободного употребления. Так, например, невозможно фразеологизм разбиваться в лепешку стараться, выбиваясь из сил, делать все возможное растолковать посредством истолкования значений слов разбиваться, лепешка (ср. считать ворон, держать камень за пазухой, семи пядей во лбу, в двух шагах ).
Раздельнооформленное строение - важный признак, характеризующий внешний вид ФЕ (план выражения). Все фразеологизмы имеют раздельноофрмленное строение, т. е. они сконструированы по образцу различных сочетаний слов.
Следуя за В. В. Виноградовым , на основании критерия синтаксической и семантической неразложимости сло-восочетания, свободы/несвободы входящих в него слов принято выделять несколько типов фразеологизмов - фразеологические сращения, фразеологические единства и фразеологические сочетания.
Фразеологические сращения
Фразеологические сращения - такие лексически неделимые словосочетания, значения которых не определяются значением входящих в них отдельных слов (например, бить баклуши бездельничать, с бухты-барахты необдуманно, Содом и Гоморра суматоха, шум, спустя рукава небрежно, как пить дать непременно. Смысл указанных оборотов не мотивирован значением составляющих элементов. Основным признаком фразеологических сращений является его неделимость, абсолютная семантическая спаянность, при которой значение целого оборота не может быть выведено из значения составляющих его слов. (Ср. также шиворот навыворот, положа руку на сердце, из рук вон плохо, от мала до велика, ничтоже сумняшеся, средь бела дня, себе на уме, шутка сказать, диву даться ).
Фразеологические единства
Фразеологические единства - такие лексические обороты, общее значение которых в какой-то мере мотивировано переносным значением слов, составляющих данный оборот. Например, общий смысл таких единств, как пускать пыль в глаза, плыть по течению, держать камень за пазухой, уйти в свою скорлупу, из пальца высосать, кровь с молоком и др. зависит от значения отдельных элементов, которые составляют образный «стержень» всего оборота. В отличие от сращений, образность которых является потухшей, уже немотивированной и совершенно независимой от значения составных элементов, фразеологические единства «обладают свойством потенциальной образности». Это позволяет некоторым ученым называть обороты подобного типа метафорическими сочетаниями. В отличие от сращений части фразеологических единств могут быть отделены друг от друга вставкой каких-то слов: лить воду на (свою, мою, твою) мельницу ;
Фразеологические со-четания − такие устойчивые обороты, общее значение которых полностью зависит от значения составляющих слов. Слова в составе фразеологического сочетания сохраняют относительную семантическую самостоятельность, однако являются несвободными и проявляют свое значение лишь в сочетании с определенным, замкнутым кругом слов, например: слово слезно сочетается только со словами просить, умолять . Следовательно, один из членов фразеологического сочетания оказывается более устойчивым и даже постоянным, другой - переменным. Значение постоянных слов (компонентов) является фразеологически связанным.
Например: в сочетаниях сгорать со стыда и тоска берет постоянными будут сгорать и берет , так как именно эти слова окажутся основными (стержневыми) элементами и в других фразеологических сочетаниях: сгорать - от стыда, от срама, от позора; сгорать - от любви; сгорать - от нетерпения, зависти; берет - досада, злость; берет - страх, ужас; берет - смех. Употребление иных компонентов невозможно (ср.: *сгорать от радости , *берет улыбка ).
Значения подобных слов являются в системе данных оборотов фразеологически связанными, т. е. реализуются только с определенным кругом слов. Несмотря на фразеологическую замкнутость оборотов данного типа, даже лексически несвободные компоненты могут быть (без ущерба для общего фразеологического значения) заменены синонимом (ср.: потупить голову - опустить голову; сесть в лужу - сесть в калошу; насупить брови - нахмурить брови ). Это создает условия для возникновения фразеологических единств, а нередко и синонимов. Фразеологизмы обладают идиоматичностью семан-тики, воспроизводимостью, синтаксической членимостыо, кото-рая не препятствует им выполнять во фразе функции, аналогичные функциям отдельных словоформ, по своей номинативной природе фразеологизмы практически равны слову.
Синтаксические фразеологизмы
В настоящее время принято также выделять особую группу фра-зеологизмов, которые называют синтаксическими фразеологизма-ми . Это такие «нестандартные, специфические построения, струк-турные свойства и семантика которых выходят за рамки регуляр-ных синтаксических связей и закономерностей. Например: Нет бы летом приехать!; Какое там отдохнул!; Чтобы он когда опоздал!» . «Русская грамматика» называет синтаксическими фра-зеологизмами «такие построения, в которых связи и отношения компонентов с точки зрения живых грамматических правил ока-зываются необъяснимыми». К синтаксическим фразеологизмам в Русской грамматике относятся предложения, в которых «словоформы связываются друг с другом идиоматически» и где «не по действующим синтаксическим правилам функционируют служебные и местоименные слова, частицы и междометия». Синтаксиче-ский фразеологизм отличается от лексического тем, что он «не воспроизводится, а строится». Синтаксические и лекси-ческие фразеологизмы отличаются, как правило, стилистической и эмоциональной экспрессивностью.
Синтаксические фра-зеологизмы в отличие от лексических не относятся к числу номи-нативных средств языка, они играют несколько меньшую роль в хранении и трансляции культурной информации, но рассмотрение указанных единиц в социокультурном аспекте позволяет выявить характерные особенности отражения в языке специфики нацио-нального восприятия и категоризации окружающей действитель-ности. А. В. Величко справедливо указывает: «При рассмотрении синтаксических фразеологизмов (СФ) в социокуль-турном аспекте прослеживается их двоякая природа. С одной сто-роны, СФ отражают в своей семантике свойства человеческой личности, человека вне его национальной принадлежности. С другой стороны, СФ представляют собой специфические рус-ские построения, так как они отражают особенности русского на-ционального менталитета, характера осознания реального мира именно русским человеком. Этим объясняется, например, чрез-вычайная детализация оценки, представленная большим количеством оценочных синтаксических фразеологизмов (Вот это цветы! Розы — это цветы/ Всем цветам цветы! Чем не цветы! Тоже мне цветы!)» .
Фразеология и национальный образ мира
Так как особенностью фразеологизма является несводимость его значения к сумме значений составляющих его единиц, очевидно, что фразеологизмы представляют особые трудности для изучающих русский язык иностранцев. Так, например, в корейском языке существует фразеологическое выражение есть куксу. Даже зная, что такое куксу , нельзя догадаться, что речь идет о свадьбе. Дело в том, что этимология этого выражения связана со старинным корейским обычаем на свадьбу есть куксу. Поэтому вопрос «Когда мы будем есть куксу?» нужно понимать как «Когда вы поженитесь?».
Фразеологизмы возникают на основе прототипной ситуации, т. е. ситуации, соответствующей буквальному значению фразеологизма. Прототипы отражают национальную (в нашем случае - русскую) культуру, поскольку «генетически свободные словосочетания описывают определенные обычаи, традиции, подробности быта и культуры, исторические события и многое другое». (Например, прототипы фразеологизмов могут рассказать о типичной русской флоре: с бору да с сосенки, кто в лес, кто по дрова, как в темном лесу). За ситуацией закрепляется определенное содержание - результат переосмысления данной ситуации в данном конкретном культурном коде.
Эта ситуация носит знаковый характер, т. к. она выделяется и закрепляется в коллективной памяти. Ее переосмысление рождается на основе некоторых стереотипов, эталонов, мифов, которые являются реализацией культурных концептов данного социума. В связи с тем, что стереотипы и эталоны, на которые ориентированы образы, формирующие ФЕ, обладают определенной ценностью, оценочный смысл приобретает любой фразеологизм, вписывающийся в систему культурного кода данного сообщества. Он автоматически принимает общую оценку концепта, на основе (или в рамках) которого образуется данный фразеологизм.
Закономерности переосмысления прототипной ситуации возникают в рамках определенного, сформировавшегося на основе религиозных, мифологических, идеологических воззрений, ареала. Поэтому, например, в языках, распространенных в ареале христианской цивилизацииобнаруживаются общие концептуальные метафоры, имеющие своими истоками общие для славянских народов обычаи, традиции и установки культуры. Тем не менее, каждая лингвокультурная этническая общность имеет и свои собственные, национально-специфичные переосмысления.
Одно из значимых для славянской (в том числе и русской) культуры противопоставлений - противопоставление верха и низа. В мифологическом (и позднее - религиозном) сознании верх связывался c местонахождением божественного начала, низ - это местоположение ада, Преисподняя - символическое пространство грехопадения. В XVII-начале XIX в. существовала миниатюра, на которой изображены грешник и грешница, влекомые демоном под горку в ад. Исходя из этих представлений, подъём, духовное восхождение связывались с приближением к Богу, божественному началу, с нравственным совершенствованием, перемещение объекта вниз ассоциировалось с моральным падением, безнравственным поведением. Благодаря этим представлениям, вероятно, словосочетания катиться вниз, катиться по скользкой дорожке, падение нравов, провалиться со стыда, провалиться сквозь землю, падать в глазах кого-либо получили устойчивость и воспроизводимость в русском языке.
ФЕ становиться/стать поперек дороги кому-либо становиться на жизненном пути у кого-либо, мешать в достижении цели кому-либо, создавать кому-либо препятствия в жизни связана с суеверным запретом переходить идущему дорогу - иначе ему не будет удачи (то же происхождение имеют фразеологизмы перебегать/перебежать дорогу, переходить/перейти дорогу кому-либо).
Вообще, на языковых метафорах «жизнь - это движение», «движение - это развитие» основан целый ряд фразеологизмов и метафор, например, пробивать лбом себе дорогу настойчиво, упорно, ценой больших усилий добиваться успеха в жизни, пролагать грудью себе дорогу добиваться успеха, преодолевая все препятствия, взбираться в гору добиваться высокого положения в обществе, ставить на дорогу кого-либо помогать кому-либо найти свое дело и место в жизни, создавая необходимые условия, обращаться на путь истины под воздействием кого-либо изменять свое поведение в лучшую сторону, уйти далеко вперед существенно измениться, не продвинуться ни на один шаг нисколько, ничуть; ср. также путевка в жизнь, на пути к успеху, стоять на распутье.
Образ обладает высокой продуктивностью благодаря тому, что в обыденном сознании русских закреплено восприятие жизни как пути (ср. также Он прошел путь до конца, а в корейском языке - Он прошел круг жизни; Мне на пути встретилось много хороших и добрых людей; ср. в жаргоне продвинутый, тормозиться). В русской культуре образ пути является одним из центральных в силу богатства смысловой структуры концепта, лежащего в его основе, который дает неограниченные возможности самых разных метафорических построений при создании образов.
Многие фразеологизмы представляют собой, по словам В. Н. Телия, образно мотивированные вторич-ные наименования, выявляющие ассоциативные связи, культурно значимые фреймы и конкретные образы абстрактных концептов. Так, воспользовавшись примером процитированного автора, можно описать образ «совести» в национальном сознании русских: «Совесть - добрый и вместе с тем карающий вестник Бога в душе, «канал» контроля Бога над душой человека, который имеет свой голос- голос совести, говорит - совесть за-говорила, очищает - чистая совесть, нечистая совесть - боль-ная, она мучает, терзает субъекта, поступать по совести — значит по-божески, справедливо, а когда совести нет, то душа открыта для духовной вседозволенности и т. п. Все эти коннотации говорят о том, что совесть и русском сознании - регулятор поведения по законам высшей нравственности».
Фразеологизмы, вероятно, наиболее наглядно отражают национальный образ мира, запечатленный в языке, им детерминируемый и в нём закрепляемый. В них воплощается «опредмечивание» общих понятий, имена которых, выступая внесвободных сочета-ниях, оказываются метафорически и метонимически связаны с конкретными лицами или вещами. Эти понятия подвергаются «материализации» в языке, именно открывающаяся в клишированных оборо-тах, к которым относятся фразеологизмы, внерациональная соче-таемость имени позволяет выявить стоящие за именем языковые архетипы, воссоздать языковую картину мира. Не случайно, ученые, занимающиеся концептуальным анализом, в своих ис-следованиях обращают особое внимание на несвободные сочета-ния имени, за которым стоит интересующий их концепт. Так, например, надежда представляется русским как нечто хрупкое, не-кая оболочка, полая внутри - разбитые надежды, пустая надеж-да; авторитет - нечто массивное, колоннообразное и в то же вре-мя лишенное устойчивости - давить своим авторитетом, пошат-нувшийся авторитет, знания, мудрость - нечто жидкое, ибо их можно пить (ср. жажда познания ) и т. д. и т. п.
Мы согласны с тем, что изучение подобных сочетаний, с наи-большей полнотой выявляющих ассоциативные и коннотативные связи имен, которые обозначают ключевые концепты националь-ной культуры, позволяет описывать подобные концепты.
Прецедентные высказывания
Обратимся теперь к дру-гому типу клишированных сочетаний, которые Е. М. Верещагин и В. Г. Костомаров называют языковыми афоризмами и которые, по их мнению, имеют синтаксическую форму фразы, в то время как фразеологизмы - синтаксическую форму словосочетания.
Понимая под языковым афоризмом «фразу, которая всем известна и поэтому в речи не творится заново, а извлекается из памяти», названные ученые выделяют следующие типы подобных единиц:
1) пословицы и поговорки - устные краткие изречения, восхо-дящие к фольклору: Цыплят по осени считают, Не говори гоп, пока не перепрыгнешь, Делу время, потехе час ;
2) крылатые слова, т. е. вошедшие в нашу речь из литературных источников краткие цитаты, образные выражения, изречения исторических лиц: Быть или не быть. Вот в чем вопрос; А воз и ныне там; Хотели как лучше, а получилось как всегда ;
3) призывы, девизы, лозунги и другие крылатые фразы, которые выражают определенные философские, социальные, полити-ческие воззрения (Учиться, учиться, и еще раз учиться...; Сво-бода, равенство, братство);
4) общественно-научные формулы (Бытие определяет сознание ) и естественнонаучные фор-мулировки.
Авторы указывают, что «фразеологизмы выступают как знаки понятий, и поэтому они содержательно эквивалентны словам; афоризмы - это знаки ситуаций или отношений между вещами, и семантически они эквивалентны предложениям».
Как легко заметить, приведенная классификация проводится на основании происхождения тех единиц, которые Верещагин и Костомаров именуют языковыми афоризмами. Д.Б. Гудков использует термин прецедентное высказывание (ПВ), определение которого уже давалось выше (см. лекцию 6).
Семантика и функционирование ПВ определяется не столько их происхождением, сколько иными факторами. Как показывают наблюдения над современным русским языком (прежде всего - устной речью и языком СМИ), весьма сложно провести различие в употреблении, например «фольклорных» прецедентных высказываний и прецедентных высказываний-цитат из классических произведений. Представляется оправданным раз-личать прецедентные высказывания: 1) жестко связанные с каким-либо прецедентным тек-стом (Скажи-ка, дядя...; По щучьему велению, по моему хоте-нию…) ; 2) «автономные» а) потерявшие связь с породившим их ПТ (Как хороши, как свежи были розы) б) никогда не имевшие таковой (Тише едешь — дальше будешь).
Порождение и восприятие ПВ, от-носящихся к первому и ко второму типу, будут отличаться друг от друга. Как уже указывалось, для формирования смысла текста, в котором фигурирует ПВ, наибольшее значение играет, как правило, не поверхностное, но глубинное значение последне-го. Так, поверхностное значение ПВ А был ли мальчик? (сомнение в существовании некоего мальчика, выраженное в форме вопроса) оказывается «прозрачным», на первый план выходит его глубин-ное значение, и данное высказывание употребляется для выраже-ния сомнения в существовании чего/кого-либо вообще. Прецедентные высказывания ока-зываются практически всегда связаны с прецедентным текстом и/или с прецедентной ситуацией (Ср. Но это уже совсем другая история). Соответственно, при употреблении и восприятии ПВ в сознании говорящих актуализируется определенная прецедентная ситуация и/или некоторый прецедентный текст.
При порождении «автономных» прецедентных высказываний в сознании говорящего реальная ситуация речи воспроизводит некоторую прецедентную ситуацию, которая выступает как эталон для ситуаций такого типа вообще. Соответ-ственно, при восприятии такого прецедентного высказывания реципиент понимает его как означающее, означаемым которого является некоторая прецедентная ситуация, и эта последняя сополагается реципиентом с ситуацией речи (ср. упо-требление таких высказываний, как Эврика!; Велика Россия, а от-ступать некуда!).
Несколько иная картина наблюдается, когда коммуниканты оперируют ПВ, жестко связанным с прецедентным текстом. В этом случае при общем действии механизма, описанного выше, картина несколько иная, ибо в языковом сознании носителей определенного национального культурного кода прецедентная ситуация находит свое эталонное выражение в том или ином ПТ и актуализируется через актуализацию того ПТ, в котором она представлена (Я тебя породил, я тебя и убью! - о строгом отце, наказывающем сына, причем не обязательно столь радикально, как в соответствующем ПТ; Рукописи не горят! - о нетленности результатов творчества человека, причем не обяза-тельно литературного).
В соответствии с тремя уровнями значения высказывания (поверхностное, глубинное и системный смысл) можно выделить ПВ, при употреблении которых актуализируются различные из этих уровней:
1) ПВ, обладающие только поверхностным значением:
Мороз и солнце - день чудесный!
В России две беды - дороги и дураки!
Функциональный смысл высказывания (т. е. «кто, когда и где использует прецедентное высказывание, что, зачем и почему хочет сказать автор текста, содержащего данное высказывание» может быть понят без знания соответствующего ПФ;
2) ПВ, обладающие поверхностным и глубинным значениями:
Народ безмолвствует... - поверхностное значение (всеобщее молчание) присутствует, но оказывается «прозрачным», и данное ПВ начинает употребляться для выражения «покорной непокор-ности», приобретая дополнительный символический смысл вза-имоотношений власти и народа;
3) ПВ, поверхностное значение у которых фактически отсут-ствует, а через глубинное актуализируется системный смысл:
Тяжела ты шапка Мономаха - речь идет, естественно, не о шапке и даже не только о бремени власти, сколько о тягости за-бот, взваливаемых на себя кем-либо.
Употребление ПВ всех трех упомянутых типов оказывается до-статочно частым в речи современных носителей русского языка (особенно в языке СМИ самых разных направлений), при этом понимание текстов, в которых фигурируют прецедентные высказывания последних двух типов, представляет большие трудности для иностранцев, даже хорошо владеющих русским языком.
При анализе употребления ПВ представляется необходимой еще одна классификация этих единиц, которые могут быть разделены на две группы:
1) «канонические» ПВ; они выступают как строгая цитата, не подвергающаяся изменениям: А за что? - Просто так; Здесь птицы не поют...;
2) трансформированные ПВ; они подвергаются определенным изменениям. Несмотря на это, полный текст ПВ легко опознаётся и восста-навливается:
Когда актеры были большими;
Кучме не сдается наш гордый «Варяг».
Что такое вечность - это банька,
Вечность - это банька с пауками.
Если эту баньку
Позабудет Манька,
Что же будет с Родиной и с нами?
(В. Пелевин. «Generation «П »).
Различие в функционировании этих двух типов высказываний заключается в том, что трансформированное прецедентное высказывание сначала сопо-ставляется с «каноническим», а потом уже начинает работать ме-ханизм, о котором речь шла выше. При этом поверхностное зна-чение трансформированного ПВ никогда не бывает «прозрач-ным», оно всегда активно участвует в формировании смысла вы-сказывания. Основной акцент в этом случае падает именно на то слово или словосочетание, которое замещает «классическое» в «каноническом» ПВ, т. е. активно используется приём, который может быть назван «обманутое ожидание» Рассмотрим пример, заимствованный нами у И. В. Захаренко и В. В. Красных.
“Восток - дело дохлое” - подзаголовок раздела статьи о распа-де СССР, в котором идет речь о среднеазиатских республиках. Глубинное значение высказывания - подчеркивание, что ситуа-ция деликатная, требующая знания и осторожного обращения; это подчеркивается точным ПВ: Восток - дело тонкое . Указанное значение «сни-мается» из-за употребления в трансформированном ПВ «низкого» слова, на которое и падает основная смысловая нагрузка. Таким способом автор выражает свое скептическое отношение к воз-можностям каких-либо серьезных преобразований в среднеазиат-ских республиках.
Повторим основные положения лекции. При МКК необходимо обращать внимание на явления паремии, а именно - на способы хранения и презен-тации культурной информации языковыми и речевыми клише различных типов.
Среди последних мы выделяем, во-первых, фразеологизмы, ко-торые могут быть разделены на лексические и синтаксические. Основной особенностью тех и других является несводимость их значения к сумме значений составляющих их единиц. Лексиче-ские фразеологизмы ярко и наглядно отражают национальный «образ мира», специфику мировидения и миропонимания окру-жающей действительности, присущую тому или иному лингвокультурному сообществу. В этих единицах «материализуются», «овеществляются» ключевые концепты национальной культуры и национального сознания.
Кроме фразеологизмов, выделяются прецедентные высказыва-ния. Они входят в КБ лингвокультурного сообщества, оказываются в тесной взаимосвязи с другими прецедентными феноме-нами, активно употребляются носителями языка и представляют серьезные трудности для инофонов.
ПВ могут быть классифицированы:
а) на основе связи с прецедентным текстом (связанные с ПТ/«автономные»);
б) на основе связи с тремя уровнями значения высказывания (поверхностное, глубинное, системный смысл);
в) на основе способа воспроизводства (трансформированные/нетрансформированные). Тексты, в которых присутствуют ПВ, как правило, отличаются ярко выраженной экспрессивностью.
Базовая структура микропроцессорной системы имеем вид
Задача управления системой возлагается на центральный процессор (ЦП), который связан спамятью и системой ввода-вывода через каналы памяти и ввода-вывода соответственно. ЦП считывает из памяти команды, которые образуют программу и декодирует их. В соответствии с результатом декодирования команд он осуществляет выборку данных из памяти м портов ввода, обрабатывает их и пересылает обратно в память или порты вывода. Существует также возможность ввода-вывода данных из памяти на внешние устройства и обратно, минуя ЦП. Этот механизм называется прямым доступом к памяти (ПДП). Каждая составная часть микропроцессорной системы имеет достаточно сложную внутреннюю структуру.
С точки зрения пользователя при выборе микропроцессора целесообразно располагать некоторыми обобщенными комплексными характеристиками возможностей микропроцессора. Разработчик нуждается в уяснении и понимании лишь тех компонентов микропроцессора, которые явно отражаются в программах и должны быть учтены при разработке схем и программ функционирования системы. Такие характеристики определяются понятием архитектуры микропроцессора.
Архитектура микропроцессора - это его логическая организация, рассматриваемая с точки зрения пользователя; она определяет возможности микропроцессора по аппаратной и программной реализации функций, необходимых для построения микропроцессорной системы. Понятие архитектуры микропроцессора отражает:
Его структуру, т.е. совокупность компонентов, составляющих микропроцессор, и связей между ними; для пользователя достаточно ограничиться регистровой моделью микропроцессора;
Способы представления и форматы данных;
Способы обращения ко всем программно-доступным для пользователя элементам структуры (адресация к регистрам, ячейкам постоянной и оперативной памяти, внешним устройствам);
Набор операций, выполняемых микропроцессором;
Характеристики управляющих слов и сигналов, вырабатываемых микропроцессором и поступающих в него извне;
Реакцию на внешние сигналы (система обработки прерываний и т.п.).
По способу организации пространства памяти микропроцессорной системы различают два основных типа архитектур.
Организация, при которой для хранения программ и данных используется одно пространство памяти, называется фон Неймановской архитектурой (по имени математика, предложившего кодирование программ в формате, соответствующем формату данных). Программы и данные хранятся в едином пространстве, и нет никаких признаков, указывающих на тип информации в ячейке памяти. Преимуществами такой архитектуры являются более простая внутренняя структура микропроцессора и меньшее количество управляющих сигналов.
Организация, при которой память программ CSEG (Code Segment) и память данных DSEG (Data Segment) разделены и имеют свои собственные адресные пространства и способы доступа к ним, называется Гарвардской архитектурой (по имени лаборатории Гарвардского Университета, предложившей ее). Такая архитектура является более сложной и требует дополнительных управляющих сигналов. Однако, она позволяет осуществлять более гибкие манипуляции информации, реализовывать компактно кодируемый набор машинных команд и, в ряде случаев, ускорять работу микропроцессора. Представителями такой архитектуры являются микроконтроллеры семейства MCS-51 фирмы Intel.
В настоящее время выпускаются микропроцессоры со смешанной архитектурой, в которых CSEG и DSEG имеют единое адресное пространство, однако различные механизмы доступа к ним. Конкретным примером являются микропроцессоры семейства 80х86 фирмы Intel.
На физическом уровне микропроцессор взаимодействует с памятью и системой ввода-вывода через единый набор системных шин - внутрисистемную магистраль . Она, в общем случае состоит из:
Шины данных DB (Data Bus), по которой производится обмен данными между ЦП, памятью и системой ВВ;
Шины адреса AB (Address Bus), используемой для передачи адресов ячеек памяти и портов ВВ, к которым осуществляется обращение;
Шины управления CB (Control Bus), по которой передаются управляющие сигналы, реализующие циклы обмена информацией и управляющие работой системы.
Этот же набор шин применяется для организации канала ПДП. Магистраль такого типа носит название демультиплексной или трехшинной с раздельными шинами адреса и данных .
В некоторых микропроцессорах с целью сокращения ширины физической магистрали вводят совмещенную шину адреса-данных AD (Address/Data Bus), по которой передаются как адреса так и данные. Этап передачи адресной информации отделен по времени от этапа передачи данных и стробируется специальным сигналом ALE (Address Latch Enable), который включен в состав CB. Данную магистраль обычно называют мультиплексной или двухшинной с совмещенными шинами адреса и данных .
Физический обмен данными через магистраль выполняется словами или байтами в виде следующих друг за другом обращений к каналу. За один цикл обращения к магистрали между ЦП, памятью и системой ВВ передается одно слово или байт. Существуют несколько типовых циклов обмена. Среди них чтение памяти изапись в память.
Цикл чтения памяти по демультиплексной магистрали.
Цикл записи в память по демультиплексной магистрали.
Цикл чтения из памяти по мультиплексной магистрали.
Цикл записи в память по мультиплексной магистрали.
При изолированном пространстве ВВ добавляются циклы чтения порта ВВ и записи порта ВВ.
Цикл чтения порта ВВ по демультиплексной магистрали
Цикл записи в порт ВВ по демультиплексной магистрали.
В случае архитектуры Гарвардского типа, когда память программ и память данных разделены, вводится также цикл чтения памяти программ .
Цикл чтения памяти программ по демультиплексной магистрали.
В некоторых случаях, когда на магистрали работают устройства, быстродействие которых уступает быстродействию ЦП, длительности стробов RD, WR и т.п. могут оказаться недостаточными для правильного выполнения операции обмена со стороны периферийного модуля. Тогда для организации надежного завершения магистральной операции в состав CB вводят специальный сигнал READY. В каждом цикле обращения к каналу перед окончанием строба RD или WR ЦП проверяет состояние сигнала READY. Если он к этому моменту еще не сброшен, то ЦП продлевает соответствующий строб, вставляя в него т.н. такты ожидания WS (Wait State). Максимальное количество WS может быть ограничено либо не ограничено в зависимости от конкретной модели микропроцессора и режима его работы.
Цикл чтения с циклами ожидания.
В обычном режиме работы на магистрали присутствует единственное активное устройство в лице ЦП, который инициирует все циклы обмена данных на магистрали. Однако возможны случаи, когда на одной и той же магистрали присутствуют несколько активных устройств, которые должны работать с одним и тем же блоком памяти и блоком ВВ. Для того, чтобы другое активное устройство могло передать данные по магистрали, необходимо дезактивировать на это время ЦП. Для этих целей большинство современных микропроцессоров поддерживают т.н. режим “прямого доступа к памяти” (ПДП) . Для осуществления этого режима в CB вводят дополнительные сигналы HOLD и HLDA. При поступлении активного уровня на вход HOLD микропроцессор прерывает выполнение своей программы, переводит выходы всех своих шин в высокоимпедансное состояние и выставляет активный уровень на выходе HLDA, что должно служить сигналом для другого активного устройства о том, что оно может начинать свои циклы обмена на магистрали. Когда это устройство заканчивает свои циклы обмена, оно сбрасывает сигнал HOLD, после чего ЦП переходит в свое обычное состояние и продолжает выполнять программу.
Другим режимом работы ЦП, требующим от него изменения нормального хода выполнения программы является т.н. режим “прерывания”. Практически все современные микропроцессоры имеют один или несколько т.н. входов внешних прерываний INT0, INT1, и т.д., на которые поступают сигналы, свидетельствующие о некоторых событиях в системе, на которые ЦП должен отреагировать определенным образом. При поступлении активного уровня сигнала на один из таких входов микропроцессор прерывает нормальное выполнение программы, запоминает адрес команды, на которой он прервал работу, и переходит к выполнению т.н. “подпрограммы обработки прерывания” (ПОП), записанной в CSEG по определенному адресу. Адрес этой подпрограммы записан в специальной ячейке памяти, называемой “вектором прерывания ”. Каждый отдельный источник прерывания имеет свой собственный вектор прерывания. После выполнения ПОП, по специальной команде, которой должна заканчиваться ПОП, процессор возвращается к выполнению прерванной программы по запомненному адресу. Источники прерываний могут быть как внешними (т.е. поступать на один из входов микросхемы, которые называются “входами запроса прерывания”), так и внутренними (т.е. генерироваться внутри процессора по определенным условиям). Т.к. одновременно могут придти несколько различных запросов прерываний, то существует определенная дисциплина, задающая последовательность обслуживания отдельных прерываний. Эту дисциплину обеспечивает система “приоритетного арбитража прерываний ”, реализованная либо внутри ЦП, либо с помощью специального контроллера. В соответствии с этой системой каждый источник прерывания имеет свой заданный приоритет (постоянный или переменный), определяющий очередность его обслуживания. При одновременном приходе нескольких запросов прерываний вначале обслуживается прерывание с более высоким приоритетом, а затем с более низким. Прерывание с более высоким приоритетом может прервать уже начавшуюся подпрограмму обработки прерывания, имеющего более низкий приоритет, точно так же, как оно прерывает основную программу. При этом образуются т.н. “вложенные прерывания”.
Кроме CSEG и DSEG практически все современные микропроцессоры имеют специально выделенное пространство данных небольшого объема, называемое набором программно-доступных регистров RSEG (Register Sgment). В отличие от CSEG и DSEG регистры RSEG располагаются внутри ЦП в непосредственной близости от его АЛУ, что обеспечивает быстрый физический доступ к информации, хранящейся в них. В них, как правило, хранятся промежуточные результаты вычислений, часто используемые ЦП. Область RSEG может быть полностью изолирована от пространства данных DSEG, может частично пересекаться с ней, и может полностью являться подчастью DSEG. Внутренняя логическая организация RSEG очень разнообразна и играет важную роль при классификации архитектур микропроцессоров.
Регистры микропроцессора функционально неоднородны: одни служат для хранения данных или адресной информации, другие - для управления работой ЦП. В соответствии с этим все регистры можно разделить на регистры данных , указатели и регистры специального назначения . Регистры данных участвуют в арифметических и логических операциях в качестве источников операндов и приемников результата, адресные регистры или указатели используются для вычисления адресов данных и команд, расположенных в основной памяти. Специальные регистры служат для индикации текущего состояния ЦП и управления работой его составных частей. Возможна архитектура, при которой одни и те же регистры используются для хранения как данных, так и адресной информации. Такие регистры называются регистрами общего назначения (РОН). Способы использования того или иного вида регистров определяют конкретные особенности архитектуры микропроцессора.
Среди регистров данных часто выделяют один регистр, называемый аккумулятором A (Accumulator), с которым связывают большинство команд арифметической и логической обработки данных. Это означает, что арифметические и логические команды используют в качестве одного из своих операндов содержимое аккумулятора и сохраняют в нем результат операции. Ссылка на него производится неявно с помощью кода операции. При этом нет необходимости в коде команды выделять специальную область для адресов операнда и результата. Такой тип архитектуры микропроцессора называется аккумуляторным . К недостаткам такой архитектуры можно отнести относительно низкое быстродействие, объясняемое тем, что аккумулятор является ”узким местом”, в которое каждый раз необходимо сначала занести операнд перед выполнением операции. Примером такой архитектуры могут служить микроконтроллеры семейства MCS-51 фирмы Intel.
Другим примером организации регистров данных являются т.н. “рабочие регистры” R0, R1, и т.д. В этом случае операнды и результаты арифметических и логических операций могут храниться не в одном, а в нескольких регистрах, что расширяет возможности по манипуляции данными. В отличие от аккумулятора рабочие регистры адресуются явно в коде команды. Такой тип архитектуры микропроцессора называется регистровым . Примером такой организации могут служить микропроцессоры семейства 80х86 фирмы Intel. В ряде микропроцессоров, предназначенных для работы в реальном масштабе времени, предусмотрены не один, а несколько наборов рабочих регистров. В каждый момент времени доступен лишь один из наборов регистров, выбор которого осуществляется записью соответствующей информации в определенный служебный регистр. Примером таких устройств могут служить микроконтроллеры семейства MCS-48 фирмы Intel.
Архитектура, при которой процессор способен использовать в качестве адресов операндов и результатов операции ячейки основной памяти, называется архитектурой типа “память - память”. При этом исключаются временные затраты на перепись содержимого рабочих регистров при переходе от одной процедуры к другой. Однако при этом теряется быстрый доступ к промежуточным данным, т.к. они хранятся не во внутренних регистрах, а в DSEG. Решением этой проблемы может служить размещение часть DSEG на одном кристалле с ЦП и использование в качестве рабочих областей этого внутреннего сегмента ОЗУ. Примером такой организации могут служить микроконтроллеры семейства MCS-96 фирмы Intel.
Практически во всех современных микропроцессорах выделяют отдельную область памяти под так называемый “стек”, используемый, в общем случае, для передачи параметров процедурам и сохранения адресов возврата из них. Стек может быть расположен внутри микропроцессора или вне его. Он может занимать часть адресного пространства DSEG или RSEG, а может быть расположен и отдельно от них. В последнем случае говорят о т.н. “аппаратном стеке”. Передача функций аккумулятора вершине стека приводит к т.н. “стековой архитектуре”. Стековая организация дает возможность использовать безадресные команды, код которых имеет наименьшую длину. Безадресные команды оперируют данными, находящимися на вершине стека и непосредственно под ней. При выполнении операции исходные операнды извлекаются из стека, а результат передается не вершину стека. Стековая архитектура обладает высокой вычислительной эффективностью. Существует специальный язык высокого уровня FORTH, построенный на основе безадресных команд. Такая архитектура используется в специализированных процессорах высокой производительности и, в частности в RISC-процессорах.
Служебные регистры, расположенные внутри микропроцессора, предназначены для различных функций управления его работой и индикации состояния его составных частей. Их состав и организация зависят от конкретной архитектуры процессора и различаются в каждом конкретном случае. Наиболее часто встречающимися регистрами специальных функций являются “программный счетчик” PC (Program Counter), “указатель стека” SP (Stack Pointer) и “слово состояния программы” PSW (Program Status Word). Программный счетчик PC в каждый конкретный момент времени содержит адрес команды, следующей в CSEG за той, которая в данный момент выполняется. Указатель стека SP хранит текущий адрес вершины стека. Слово состояния программы PSW содержит набор текущих признаков результата выполнения операции. С каждым признаком результата связывается одноразрядная переменная-флажок, соответствующая определенному биту PSW. К типовым флажкам-признакам относятся:
- CF (Carry Flag) - флажок переноса из старшего разряда АЛУ. Равен 1, если в результате выполнения арифметической операции или операции сдвига произошел перенос из старшего разряда результата;
- ZF (Zero Flag) - флажок признака нуля. Равен 1, если результат операции равен 0;
-SF (Sign Flag) - флажок знака результата. Дублирует знаковый разряд результата операции;
- AF (Auxilinary Carry Flag) - флажок дополнительного переноса. Равен 1, если в результате выполнения арифметической операции или операции сдвига произошел перенос из младшей тетрады результата в старшую. Часто используется в двоично-десятичной арифметике;
- OF (Owerfow Flag) - флажок переполнения. Равен 1, если в результате выполнения арифметической операции произошло переполнение разрядной сетки результата;
- PF (Parity Flag) - флажок четности. Равен 1, если число 1 в результате операции нечетно и наоборот.
- IF (Interrupt Flag) - флажок разрешения прерывания. Индицирует, разрешены ли прерывания в системе.
Конкретные флаги используются программой для анализа результата предшествующей команды и принятия решения о дальнейшем ходе выполнения программы. Специальные регистры могут занимать часть адресного пространства DSEG или RSEG, а могут быть расположены и отдельно от них.
Адресные регистры или указатели используются для реализации тех или иных методов адресации операндов, используемых в конкретных командах микропроцессора. Их конкретный набор и функции зависят от того, какие методы адресации реализованы в данной модели микропроцессора.
Под методом адресации понимается метод кодирования адреса операнда или результата операции в коде команды.
В общем случае код команды микропроцессора можно представить в следующем виде
| КОП | АОП1 | АОП2 | ... | АР |
КОП - код операции;
АОП1 - поле адреса первого операнда;
АОП2 - поле адреса второго операнда;
АР - поле адреса результата.
Наличие отдельных полей, кроме КОП, определяется конкретной командой и типом микропроцессора. Информация в полях АОП и АР определяется конкретным методом адресации, используемым в данной команде.
Наиболее распространенными методами адресации, используемыми в современных моделях микропроцессоров являются:
- Регистровая адресация . Операнд находится в регистре. Адрес регистра включен в код операции. Поле адреса в команде отсутствует;
- Прямая адресация . Физический адрес операнда расположен в соответствующем поле адреса.
- Непосредственная адресация . Непосредственное значение операнда расположено в соответствующем поле адреса.
- Косвенная регистровая адресация . Физический адрес операнда расположен в регистре косвенного адреса DP (Data Pointer). Адрес регистра включен в код операции. Поле адреса в команде отсутствует. В качестве DP может выступать РОН или специальный адресный регистр;
- Косвенная автоинкрементная/автодекрементная адресация . Физический адрес операнда расположен в регистре косвенного адреса DP. Адрес регистра включен в код операции. Поле адреса в команде отсутствует. После (либо до) выполнения операции содержимое DP автоматически инкрементируется/декрементируется, чтобы указывать на следующий элемент таблицы.
- Адресация по базе со смещением . Базовый адрес операнда расположен в регистре базы BP (Base Pointer). Адрес регистра включен в код операции. Смещение адреса операнда относительно базового адреса расположено в соответствующем поле адреса. В качестве BP может выступать РОН или специальный адресный регистр;
- Индексная адресация . Базовый адрес операнда расположен в соответствующем поле адреса. Смещение адреса операнда относительно базового адреса расположено в индексном регистре X (Index). В качестве X может выступать РОН или специальный адресный регистр;
- Адресация по базе с индексированием . Базовый адрес операнда расположен в регистре базы BP , смещение адреса операнда относительно базового адреса расположено в индексном регистре X . Адреса регистров включены в код операции. Поле адреса в команде отсутствует; В качестве X и BP могут выступать РОН или специальные адресные регистры;
- Сегментная адресация . Вся память разбита на сегменты определенного объема. Адрес сегмента хранится в сегментном регистре SR (Segment Register), смещение адреса относительно начала сегмента расположено в соответствующем поле адреса либо в индексном регистре X. В качестве X может выступать РОН или специальный адресный регистр;
В зависимости от того, какие методы адресации реализованы в конкретном процессоре, в нем имеются те или иные адресные регистры. Более сложные методы адресации требуют большего времени для вычисления адреса операнда. Одно из современных направлений развития архитектуры микропроцессоров основано на том, чтобы путем сокращения числа возможных команд и методов адресации добиться того, чтобы любая команда выполнялась за один машинный цикл. Такие процессоры называются RISC-процессорами (Reduced Instruction Set Computer). Конкретным примером такого устройства может служить микропроцессор PowerPC фирмы Motorola.
В составе системы ВВ также можно выделить ряд функционально законченных устройств, которые оформляются в виде модулей подключаемых непосредственно к единой магистрали системы. В простейшем случае это адресуемые ЦП буферные регистры -порты ВВ . Более сложные программно-управляемые подсистемы ВВ, содержащие блоки портов, получили название периферийных адаптеров . В случае, когда средства ВВ предназначаются для управления специальным внешним оборудованием и реализации специальных функций ВВ, их называют периферийными контроллерами . Наиболее сложными из современных средств обмена с внешними устройствами ВВ считают сопроцессоры ВВ , которые работают по собственным программам, хранящимся в собственной памяти, и по сути дела представляют собой отдельные микропроцессорные системы. Примером такой системы может служить векторный сопроцессор ADMC-200 фирмы Analog Devices, предназначенный для сопряжения микропроцессорной системы с вентильным преобразователем, управляющим приводом переменного тока. Он включает в себя несколько каналов АЦП, многоканальный ШИМ и вычислительный блок, реализующий векторные преобразования Парка-Кларка, необходимые для осуществления алгоритма векторного управления синхронным и асинхронным двигателем переменного тока. Однако, независимо от сложности конкретной подсистемы ВВ, со стороны ЦП все они представляются тем или иным набором адресуемых регистров, который, как правило, является частью DSEG.
Разрядностью микропроцессорной системы принято считать количество бит информации, которое ее ЦП может обработать с помощью одной команды. Разрядность микропроцессора определяется разрядностью его АЛУ, внутренних регистров данных и внешней шины данных. На сегодняшний день существуют 8-, 16-, 32- и 64-разрядные микропроцессоры. Для того, чтобы обрабатывать информацию с разрядностью большей, чем разрядность микропроцессора необходимо реализовывать специальные алгоритмы вычислений с повышенной разрядностью. Эти алгоритмы требуют дополнительного времени для своего выполнения. Поэтому повышение разрядности микропроцессора при заданной разрядности вычислений, напрямую связано с увеличением быстродействия системы.
В зависимости от того, в каком формате процессор способен воспринимать и обрабатывать данные, различают микропроцессоры с фиксированной точкой и микропроцессоры с плавающей точкой. При заданной точности вычислений и разрядности, диапазон чисел, представимых в формате с плавающей точкой значительно превышает диапазон чисел в формате с фиксированной точкой. Поэтому вычисления с плавающей точкой используются для обеспечения повышенной точности результата. Реализация подобных алгоритмов на процессорах с фиксированной точкой влечет за собой большое время вычислений и, следовательно, снижение быстродействия системы. Процессоры с плавающей точкой способны выполнять арифметические операции над числами с плавающей точкой с помощью одной команды. Поэтому они выполняют подобные вычисления значительно быстрее, чем процессоры с фиксированной точкой.
Существуют микропроцессоры, архитектура которых адаптирована для выполнения вычислений определенного рода. К числу таких процессоров относятся т.н. “процессоры цифровой обработки сигналов ” DSP (Digital Signal Procesor). Их архитектура имеет особенности, позволяющие им с наибольшей производительностью осуществлять алгоритмы рекуррентной обработки данных, которые используются во многих задачах, требующих их выполнения в масштабе “реального времени”, таких как аудио- и видео-кодирование, регулирование, цифровая фильтрация, цифровая связь и т.п. Все эти процессоры построены, как правило по Гарвардской архитектуре. Современные DSP имеют отдельные шины адреса/данных для CSEG и DSEG, что позволяет им с помощью одной команды осуществить доступ к различным видам памяти и произвести несколько операций над данными. Основной особенностью DSP является то, что кроме обыкновенного АЛУ, которое присутствует во всех процессорах, они имеют еще несколько вычислительных устройств. К числу таких устройств в первую очередь относится т.н. “умножитель-аккумулятор” MAU (Multiple-Accumulator Unit), способный с помощью одной команды умножить два многоразрядных числа и сложить результат удвоенной разрядности с результатом предыдущей команды. Подобная операция “умножения-сложения” используется во всех рекуррентных алгоритмах. Наличие MAU в сочетании с вышеуказанными особенностями организации шин процессора позволяет DSP за одну команду полностью выполнить один шаг рекуррентного алгоритма и подготовить исходные данные для следующего шага. Другим дополнительным вычислительным устройством является “многоразрядный регистр сдвига” S (Shifter), способный выполнять операции сдвига над числами, разрядность которых превышает разрядность АЛУ. Совместная работа этих вычислительных устройств позволяет достичь на выполнении рекуррентных алгоритмов вычислительной производительности, несравнимой с любыми другими процессорами. Примерами современных DSP могут служить:
Семейство ADSP-21XX фирмы Analog Devices - 16-разрядные DSP с фиксированной точкой, производительность до 30 MIPS;
Семейство TMS320C3X фирмы Texas Instruments - 32-разрядные DSP с плавающей точкой, производительность до 30 MIPS, 60 MFLOPS.
- TMS320C240 фирмы Texas Instruments - 16-разрядный DSP с фиксированной точкой, адаптированный для задач управления приводом, производительность до 20 MIPS, 12-канальный встроенный ШИМ, два 8-канальных 10-разрядных АЦП.
Микропроцессор характеризуется: 1) тактовой частотой, определяющей максимальное время выполнения переключения элементов в ЭВМ; 2) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов.
Разрядностть МП обозначается m/n/k/ и включает: m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому или иному классу процессоров; n - разрядность шины данных, определяет скорость передачи информации; k - разрядность шины адреса, определяет размер адресного пространства. Например, МП i8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20; 3) архитектурой. Понятие архитектуры микропроцессора включает в себя систему команд и способы адресации, возможность совмещения выполнения команд во времени, наличие дополнительных устройств в составе микропроцессора, принципы и режимы его работы. Выделяют понятия микроархитектуры и макроархитектуры.
Микроархитектура микропроцессора - это аппаратная организация и логическая структура микропроцессора, регистры, управляющие схемы, арифметико-логические устройства, запоминающие устройства и связывающие их информационные магистрали.
Макроархитектура - это система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора.
В общем случае под архитектурой ЭВМ понимается абстрактное представление машины в терминах основных функциональных модулей, языка ЭВМ, структуры данных.
Структура типового микропроцессора
Архитектура типичной небольшой вычислительной системы на основе микроЭВМ показана на рис. 2.1 Такая микроЭВМ содержит все 5 основных блоков цифровой машины: устройство ввода информации, управляющее устройство (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ) (входящие в состав Микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы с помощью шины управления (ШУ). Помимо ШУ имеется 16-разрядная адресная шина (ША), которая служит для выбора определенной ячейки памяти, порта ввода или порта вывода. По 8-разрядной информационной шине или шине данных (ШД) осуществляется двунаправленная пересылка данных к микропроцессору и от микропроцессора. Важно отметить, что МП может посылать информацию в память микроЭВМ или к одному из портов вывода, а также получать информацию из памяти или от одного из портов ввода.
микропроцессора), запоминающие устройства (ЗУ) и устройство вывода информации.
Рис. 2.1. Архитектура типового микропроцессора.
Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) в микроЭВМ содержит некоторую программу (на практике программу инициализации ЭВМ). Программы могут быть загружены в запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) и из внешнего запоминающего устройства (ВЗУ). Это программы пользователя.
В качестве примера, иллюстрирующего работу микроЭВМ, рассмотрим процедуру, для реализации которой нужно выполнить следующую последовательность элементарных операций: 1. Нажать клавишу с буквой "А" на клавиатуре. 2. Поместить букву "А" в память микроЭВМ. 3. Вывести букву "А" на экран дисплея.
Это типичная процедура ввода-запоминания-вывода, рассмотрение которой дает возможность пояснить принципы использования некоторых устройств, входящих в микроЭВМ.
На рис. 2.2 приведена подробная диаграмма выполнения процедуры ввода-запоминания-вывода. Обратите внимание, что команды уже загружены в первые шесть ячеек памяти. Хранимая программа содержит следующую цепочку команд: 1. Ввести данные из порта ввода 1. 2. Запомнить данные в ячейке памяти 200. 3. Переслать данные в порт вывода 10.
Рис. 2.2. Диаграмма выполнения процедуры ввода-запоминания-вывода.
В данной программе всего три команды, хотя на рис. 2.2 может показаться, что в памяти программ записано шесть команд. Это связано с тем, что команда обычно разбивается на части. Первая часть команды 1 в приведенной выше программе - команда ввода данных. Во второй части команды 1 указывается, откуда нужно ввести данные (из порта 1). Первая часть команды, предписывающая конкретное действие, называется кодом операции (КОП), а вторая часть - операндом. Код операции и операнд размещаются в отдельных ячейках памяти программ. На рис. 2.2 КОП хранится в ячейке 100, а код операнда - в ячейке 101 (порт 1); последний указывает откуда нужно взять информацию.
В МП на рис. 2.2 выделены еще два новых блока - регистры: аккумулятор и регистр команд.
Рассмотрим прохождение команд и данных внутри микроЭВМ с помощью занумерованных кружков на диаграмме. Напомним, что микропроцессор - это центральный узел, управляющий перемещением всех данных и выполнением операций.
Итак, при выполнении типичной процедуры ввода-запоминания-вывода в микроЭВМ происходит следующая последовательность действий: 1. МП выдает адрес 100 на шину адреса. По шине управления поступает сигнал, устанавливающий память программ (конкретную микросхему) в режим считывания. 2. ЗУ программ пересылает первую команду ("Ввести данные") по шине данных, и МП получает это закодированное сообщение. Команда помещается в регистр команд. МП декодирует (интерпретирует) полученную команду и определяет, что для команды нужен операнд. 3. МП выдает адрес 101 на ША; ШУ используется для перевода памяти программ в режим считывания. 4. Из памяти программ на ШД пересылается операнд "Из порта 1". Этот операнд находится в программной памяти в ячейке 101. Код операнда (содержащий адрес порта 1) передается по ШД к МП и направляется в регистр команд. МП теперь декодирует полную команду ("Ввести данные из порта 1"). 5. МП, используя ША и ШУ, связывающие его с устройством ввода, открывает порт 1. Цифровой код буквы "А" передается в аккумулятор внутри МП и запоминается.Важно отметить, что при обработке каждой программной команды МП действует согласно микропроцедуре выборки-декодирования-исполнения. 6. МП обращается к ячейке 102 по ША. ШУ используется для перевода памяти программ в режим считывания. 7. Код команды "Запомнить данные" подается на ШД и пересылается в МП, где помещается в регистр команд. 8. МП дешифрирует эту команду и определяет, что для нее нужен операнд. МП обращается к ячейке памяти 103 и приводит в активное состояние вход считывания микросхем памяти программ. 9. Из памяти программ на ШД пересылается код сообщения "В ячейке памяти 200". МП воспринимает этот операнд и помещает его в регистр команд. Полная команда "Запомнить данные в ячейке памяти 200" выбрана из памяти программ и декодирована. 10. Теперь начинается процесс выполнения команды. МП пересылает адрес 200 на ША и активизирует вход записи, относящийся к памяти данных. 11. МП направляет хранящуюся в аккумуляторе информацию в память данных. Код буквы "А" передается по ШД и записывается в ячейку 200 этой памяти. Выполнена вторая команда. Процесс запоминания не разрушает содержимого аккумулятора. В нем по-прежнему находится код буквы "А". 12. МП обращается к ячейке памяти 104 для выбора очередной команды и переводит память программ в режим считывания. 13. Код команды вывода данных пересылается по ШД к МП, который помещает ее в регистр команд, дешифрирует и определяет, что нужен операнд. 14. МП выдает адрес 105 на ША и устанавливает память программ в режим считывания. 15. Из памяти программ по ШД к МП поступает код операнда "В порт 10", который далее помещается в регистр команд. 16. МП дешифрирует полную команду "Вывести данные в порт 10". С помощью ША и ШУ, связывающих его с устройством вывода, МП открывает порт 10, пересылает код буквы "А" (все еще находящийся в аккумуляторе) по ШД. Буква "А" выводится через порт 10 на экран дисплея.
В большинстве микропроцессорных систем (МПС) передача информации осуществляется способом, аналогичным рассмотренному выше. Наиболее существенные различия возможны в блоках ввода и вывода информации.
Подчеркнем еще раз, что именно микропроцессор является ядром системы и осуществляет управление всеми операциями. Его работа представляет последовательную реализацию микропроцедур выборки-дешифрации-исполнения. Однако фактическая последовательность операций в МПС определяется командами, записанными в памяти программ.
Таким образом, в МПС микропроцессор выполняет следующие функции: - выборку команд программы из основной памяти; - дешифрацию команд; - выполнение арифметических, логических и других операций, закодированных в командах; - управление пересылкой информации между регистрами и основной памятью, между устройствами ввода/вывода; - отработку сигналов от устройств ввода/вывода, в том числе реализацию прерываний с этих устройств; - управление и координацию работы основных узлов МП.
- ВВЕДЕНИЕ
- 1. Общая характеристика архитектуры процессора
- 1.1 Базовая структура микропроцессорной системы
- 1.2 Понятие архитектуры микропроцессора
- 1.3 Обзор существующих типов архитектур микропроцессоров
- 2. Устройство управления
- 3. Особенности программного и микропрограммного управления
- 4. Режимы адресации
- Заключение
- Список используемой литературы
- ВВЕДЕНИЕ
- Процесс взаимодействия человека с ЭВМ насчитывает уже более 40лет. До недавнего времени в этом процессе могли участвовать только специалисты - инженеры, математики - программисты, операторы. В последние годы произошли кардинальные изменения в области вычислительной техники. Благодаря разработке и внедрению микропроцессоров в структуру ЭВМ появились малогабаритные, удобные для пользователя персональные компьютеры. Ситуация изменилась, в роли пользователя может быть не только специалист по вычислительной технике, но и любой человек, будь то школьник или домохозяйка, врач или учитель, рабочий или инженер. Часто это явление называют феноменом персонального компьютера. В настоящее время мировой парк персональных компьютеров превышает 20 млн.
- Почему возник этот феномен? Ответ на этот вопрос можно найти, если четко сформулировать, что такое персональный компьютер и каковы его основные признаки. Надо правильно воспринимать само определение " персональный", оно не означает принадлежность компьютера человеку на правах личной собственности. Определение "персональный" возникло потому, что человек получил возможность общаться с ЭВМ без посредничества профессионала-программиста, самостоятельно, персонально. При этом не обязательно знать специальный язык ЭВМ. Существующие в компьютере программные средства обеспечат благоприятную " дружественную" форму диалога пользователя и ЭВМ.
- В настоящее время одними из самых популярных компьютеров стали модель IBM PC и ее модернизированный вариант IBM PC XT, который по архитектуре, программному обеспечению, внешнему оформлению считается базовой моделью персонального компьютера.
- Основой персонального компьютера является системный блок. Он организует работу, обрабатывает информацию, производит расчеты, обеспечивает связь человека и ЭВМ. Пользователь не обязан досконально разбираться в том, как работает системный блок. Это удел специалистов. Но он должен знать, из каких функциональных блоков состоит компьютер. Мы не имеем четкого представления о принципе действия внутренних функциональных блоков окружающих нас предметов - холодильника, газовой плиты, стиральной машины, автомобиля, но должны знать, что заложено в основу работы этих устройств, каковы возможности составляющих их блоков.
Раздел 1 Архитектура микропроцессорного вычисления
Тема 1.1 Архитектура микропроцессора
План:
1 Архитектура микропроцессора. Классификация
Микропроцессорная техника (МПТ) включает технические и программные средства, используемые для построения различных микропроцессорных систем, устройств и персональных микроЭВМ.
Микропроцессорная система (МПС) представляет собой функционально законченное изделие, состоящее из одного или нескольких устройств, главным образом микропроцессорных: микропроцессора и/или микроконтроллера.
Микропроцессорное устройство (МПУ) представляет собой функционально и конструктивно законченное изделие, состоящее из нескольких микросхем, в состав которых входит микропроцессор; оно предназначено для выполнения определенного набора функций: получение, обработка, передача, преобразование информации и управление.
Микропроцессором (МП) называется программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс цифровой обработки информации и управления им и построенное, как правило, на одной БИС.
Разные МП или МК объединяют в семейства как технология «микроядра», в качестве которого выступает процессорное ядро, взаимодействующее с периферийными устройствами различной номенклатуры, так и принципы, свойственные открытым системам: совместимость (compatibility ), масштабируемость (scalability ), переносимость (portability ) и взаимодействие приложений (introperability ).
Выпускаемые микропроцессоры делятся на отдельные классы в соответствии с их архитектурой, структурой и функциональным назначением. Основными направлениями развития микропроцессоров является увеличение их производительности и расширение функциональных возможностей, что достигается как повышением уровня микроэлектронной технологии, используемой для производства микропроцессоров, так и применением новых архитектурных и структурных вариантов их реализации.
На рисунке 1 приведена классификация современных микропроцессоров по функциональному признаку.
Рисунок 1 - Классификация современных микропроцессоров по функциональному признаку
Микропроцессоры общего назначения предназначены для решения широкого круга задач обработки разнообразной информации. Их основной областью использования являются персональные компьютеры, рабочие станции, серверы и другие цифровые системы массового применения.
Специализированные микропроцессоры ориентированы на решение специфичных задач управления различными объектами. Содержат дополнительные микросхемы (интерфейсы), обеспечивающие специализи-рованное применение. Имеют особую конструкцию, повышенную надежность.
Микроконтроллеры являются специализированными микропро-цессорами, которые ориентированы на реализацию устройств управления, встраиваемых в разнообразную аппаратуру. Характерной особенностью структуры микроконтроллеров является размещение на одном кристалле с центральным процессором внутренней памяти и большого набора периферийных устройств.
Цифровые процессоры сигналов (ЦПС) представляют класс специализированных микропроцессоров, ориентированных на цифровую обработку поступающих аналоговых сигналов. Специфической особенностью алгоритмов обработки аналоговых сигналов является необходимость последовательного выполнения ряда команд умножения-сложения с накоплением промежуточного результата в регистре-аккумуляторе. Поэтому архитектура ЦПС ориентирована на реализацию быстрого выполнения операций такого рода. Набор команд этих процессоров содержит специальные команды MAC (Multiplication with Accumlation ), реализующие эти операции.
Архитектурой процессора называется комплекс его аппаратных и программных средств, предоставляемых пользователю. В это общее понятие входит набор программно-доступных регистров и исполнительных (операционных) устройств, система основных команд и способов адресации, объем и структура адресуемой памяти, виды и способы обработки прерываний.
При описании архитектуры и функционирования процессора обычно используется его представление в виде совокупности программно-доступных регистров, образующих регистровую или программную модель . В этих регистрах содержатся обрабатываемые данные (операнды) и управляющая информация. Соответственно, в регистровую модель входит группа регистров общего назначения , служащих для хранения операндов, и группа служебных регистров, обеспечивающих управление выполнением программы и режимом работы процессора, организацию обращения к памяти (защита памяти, сегментная и страничная организация и др.).
Регистры общего назначения образуют РЗУ - внутреннюю регистровую память процессора. Состав и количество служебных регистров определяется архитектурой микропроцессора. Обычно в их состав входят:
Программный счетчик PC (или CS + IP в архитектуре микропроцессоров Intel );
Регистр состояния SR (или EFLAGS );
Регистры управления режимом работы процессора CR (Control Register );
Регистры, реализующие сегментную и страничную организацию памяти;
Регистры, обеспечивающие отладку программ и тестирование процессора.
Кроме того, различные модели микропроцессоров содержат ряд других специализированных регистров.
Состав устройств и блоков, входящих в структуру микропроцессора, и реализуемые механизмы их взаимодействия определяются функциональным назначением и областью применения микропроцессора.
Архитектура и структура микропроцессора тесно взаимосвязаны. Реализация тех или иных архитектурных особенностей требует введения в структуру микропроцессора необходимых аппаратных средств (устройств и блоков) и обеспечения соответствующих механизмов их совместного функционирования. В современных микропроцессорах реализуются следующие варианты архитектур.
CISC ( Complex Instruction Set Computer ) - архитектура реализована во многих типах микропроцессоров, выполняющих большой набор разноформатных команд с использованием многочисленных способов адресации. Они выполняют более 200 команд разной степени сложности, которые имеют размер от 1 до 15 байт и обеспечивают более 10 различных способов адресации. Такое большое многообразие выполняемых команд и способов адресации позволяет программисту реализовать наиболее эффективные алгоритмы решения различных задач.
RISC ( Reduced Instruction Set Computer ) - архитектура отличается использованием ограниченного набора команд фиксированного формата. Современные RISC -процессоры обычно реализуют около 100 команд, имеющих фиксированный формат длиной 4 байта. Также значительно сокращается число используемых способов адресации. Обычно в RISC -процессорах все команды обработки данных выполняются только с регистровой или непосредственной адресацией.
VLIW ( Very Large Instruction Word ) - архитектура появилась относительно недавно - в 1990-х годах. Ее особенностью является использование очень длинных команд (до 128 бит и более), отдельные поля которых содержат коды, обеспечивающие выполнение различных операций. Таким образом, одна команда вызывает выполнение сразу нескольких операций параллельно в различных операционных устройствах, входящих в структуру микропроцессора.
Кроме набора выполняемых команд и способов адресации важной архитектурной особенностью микропроцессоров является используемый вариант реализации памяти и организация выборки команд и данных. По этим признакам различаются процессоры с Принстонской и Гарвардской архитектурой.
Принстонская архитектура , которая часто называется архитектурой Фон-Неймана, характеризуется использованием общей оперативной памяти для хранения программ, данных, а также для организации стека. Для обращения к этой памяти используется общая системная шина, по которой в процессор поступают и команды, и данные. Эта архитектура имеет ряд важных достоинств. Наличие общей памяти позволяет оперативно перераспределять ее объем для хранения отдельных массивов команд, данных и реализации стека в зависимости от решаемых задач.
Гарвардская архитектура характеризуется физическим разделением памяти команд (программ) и памяти данных. В ее оригинальном варианте использовался также отдельный стек для хранения содержимого программного счетчика, который обеспечивал возможности выполнения вложенных подпрограмм. Каждая память соединяется с процессором отдельной шиной, что позволяет одновременно с чтением-записью данных при выполнении текущей команды производить выборку и декодирование следующей команды. Благодаря такому разделению потоков команд и данных и совмещению операций их выборки реализуется более высокая производительность, чем при использовании Принстонской архитектуры.
Вывод:
Таким образом, можно сделать вывод, что микропроцессоры классифицируются по функциональному признаку, организацией архитектур, организацией памяти данных и программ, набора выполняемых команд и способов адресации, а также разрядностью данных, адресации и управления.
Контрольные вопросы:
1 Что такое микропроцессор?
2 Как классифицируются современные микропроцессоры по функции-ональному признаку?
3 Перечислите варианты архитектур процессоров.
4 Поясните особенности CISC архитектуры процессоров.
5 Поясните особенности RISC архитектуры процессоров.
