Система команд.

Программы, выполняемые процессором, представляют собой последовательность команд. Множество команд, реализуемых в ЭВМ, образуют ее систему команд, которая определяет область и эффективность применения ЭВМ. Команды, как управляющие слова, состоят из структурных элементов (полей). Набор элементов (полей) определяется форматом команды. В общем случае команда имеет поле, задающее вид операции (поле кода операции), и поля, указывающие на места хранения данных и записи результата (адресная часть). Важнейшим структурным элементом формата любой команды является поле кода операции (КОП), определяющее действие команды. Число бит, отводимое под КОП, зависит от полного набора реализуемых операций.

Поле КОП определяет функциональное назначение команды. В зависимости от выполняемых функций команды можно разделить на четыре вида:

1. по способу кодирования операции 2. по функциональному назначению 3. по числу адресов

4. по способу адресации.

В зависимости от числа адресов ячеек памяти, различают пять видов команд: безадресные, одноадресные, двухадресные, 3-х адресные и 4-х адресные. Данные в системе команд представляются следующими форматами: 1 бит, 4 бита (тетрада), 8 битов (байт), 16 битов (полуслово). С целью экономии памяти программ и данных, а так же для удобства реализации управляющего устройства установлена единица формата команды – 16 битов, данные представляются в виде информации от 1 до 16 битов в пределах ячейки памяти.

Команды процессора разделяются на одно форматные (полуслово – 16 бит), двух форматные (слово – 32 бит) и иногда много форматные. Команда разбивается на части, в которых указывается КОП (код операции), адреса операндов (например РБА –регистр базового адреса, БРОН – блок регистров общего назначения, ИР – индексные регистры), тип адресации ( УТА - указатель типа адресации)и смещение относительно базового адреса.

*		*	*	*
F E D	C B A	9 8	7 6 5 4	3 2 1 0
Кодирование в восьмеричном коде		Кодирование в четверичном коде	Кодирование в 16 –тиричном коде

F E D	C B A	9 8	7 6 5 4	3 2 1 0
№ КОП	№ РБА	УТА	СМЕЩЕНИЕ	СМЕЩЕНИЕ

Команды первой группы предписывают выполнение следующих операций:

КОН (конъюнкция) – логическое умножение; АСЛ – арифметическое сложение; ПРС – пересылка;

НЭК(неэквивалентность) – сложение по модулю 2; ДИЗ (дизъюнкция) – логическое сложение.

В команде указывается адрес первого операнда в виде номера РОН (регистр общего назначении), а адрес второго операнда ячейки памяти формируется различными способами с использованием регистра базового адреса, индексного регистра, смещения относительно базового адреса и индексации различных типов.

F E D	C B A	9 8	7 6 5 4	3 2 1 0
№РОН	№ ИР	УТИ	К О Р	У Н Г

Слово команды разбивается на пять полей, представляющих собой полные (с 0-го по 3-й и с 4-го по 7-ой разряды) и усеченные (с 8-го по 9-й, с А по С и с D по F разряды) тетрады. Содержимое каждой из них обозначается 16-ричным числом. Например:

F E D C B A 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 позиция разрядов

0 1 1. 1 0 1. 0 1. 1 0 0 1. 1 0 1 1.

3 5 1 9 8 в машинном коде

Полуслово	F E D	C B A		9 8	7 6 5 4 3 2 1 0
Первое	КОН 000 АСЛ 001 ПРС 010 НЭК 011 ДИЗ 100	Номер РБА		РОА 00	СМЕЩЕНИЕ
Полуслово	F E D	C B A		9 8	7 6 5 4	3 2 1 0
Второе	Номер РБА	Р\П	ИР	ОБИ ОПИ ОСИ ОВИ	КОР	УНГ

Ячейки памяти, в которых хранятся команды и данные, нумеруются двоичными числами в машинном коде. Процессор записывает или считывает информацию по номеру ячейки памяти. Этот номер называется абсолютным адресом ячейки. В команде указывается только один адрес неявно или прямо, этим адресом является номер РОН. Для хранения адресов при косвенной и относительной адресациях вводятся специальные ячейки памяти и регистры базового адреса, а для индексации – индексные регистры. При относительной адресации адрес второго операнда формируется:

Адр.2= РБА + СМ (7….0)

Группа с относительной адресацией подразделяется на две подгруппы: 1. РОА – 00 – расширенная относительная адресация 2. СОА - сокращенная относительная адресация, она подразделяется на: СОР -01 (сокращенная относительная адресация с записью результата в регистр), СОП- 10 (сокращенная относительная адресация с записью результата в память), ПСР.- 11(адресация по первой странице памяти с записью в регистр0.

Коды операций:

КОН – конъюнкция; разряды F …. D =000; АСЛ – арифметическое сложение; разряды F …. D =001;

Прс - пересылка; разряды F …. D =010; Нэк – неэквивалентность; разряды F …. D =011;

Диз – дизъюнкция; разряды F …. D =100. Формат любой команды подразделяется на две части:

операционную; адресную.

Операционная часть команды состоит из поля кода операции КОП и поля признаков П. Код операции задает тип адресации (сложение, вычитание, и т. д.), которую должен выполнить процессор над данными (операндами). Признаки задают модификацию операции (например, сложение операндов из регистров БРОН или сложение операндов из регистров БРОН с операндами основной памяти и т. д.) Адресная часть команды задает местонахождения операндов в памяти ЭУМ. В зависимости от числа адресов, указанных в адресной части, различают одноадресные, 2-х, 3-х адресные форматы команд.

КОП П А₁ А₂ А₃

(А₁) * (А₂) → А₃

3-х адресные форматы команд.

КОП П А₁ А2

( А₁) * (А₂)

2-х адресные форматы команд.

КОП П А 1

( А₁) * (РР)

одноадресные форматы команд.

Контрольные вопросы.

1. Как связаны УУ соседних иерархических уровней А) через системный интерфейс посредством ФСВ и ИСВ Б) через системный интерфейс посредством ФСВ В) через периферийный интерфейс

Г) через ЦУУ Д) УУ соседних иерархических уровней не связаны между собой

2. Основное достоинство синхронного режима А) высокая достоверность обработки вызова Б) высокая производительность

В) высокая надежность Г) независимое обращение к ВЗУ

Д) независимое обращение к ПУ

3. В каком режиме работы ДУК самая высокая производительность

А) автономном Б) синхронном В) разделения нагрузки Г) асинхронном Д) иерархическом

4.Что задает адресная часть А) местонахождение РБА

Б) местонахождение операндов в памяти ЭУМ В) номер микрооперации Г) номер начального адреса массива Д) абсолютный адрес ячейки памяти

5. Что задают признаки А) модификацию команды Б) адрес первого операнда В) смещение Г) номер ячейки в массиве Г) начальный адрес массива

6. Назначение ячеек памяти и регистров базового адреса при косвенной и относительной адресациях А) для хранения адресов Б) для нахождения ИР В) для определения смещения относительно РБА

Г) хранение абсолютного адреса Д) ячейки памяти и РБА при косвенной и относительной адресациях не используются

7. Как различаются команды в зависимости от числа адресов, указанных в адресной части А) с абсолютным адресом и косвенным Б) одноадресные, 2-х адресные , 3-х адресные В) одноадресные, 2-х адресные , 3-х адресные, 4-х адресные Г) одноадресные с непосредственной адресацией, 2-х адресные с относительной адресацией Д) команды по адресам не различают

Глоссарий.

Термин	Каз.яз		Англ.яз
Сетевой адаптер
Устройство сопряжения (согласования)
Синхронный режим
Один из режимов работы ЭУМ, при котором обе машины работают одновременно
Автономный режим
Один из режимов работы ЭУМ, при котором работает одна из машин
Периферийный интерфейс
Средство сопряжения УУ с ПУ исполнительной системы
Разделение нагрузки
Один из режимов работы ДУК
Система команд
Множество команд, реализуемых ЭВМ
Поле
Структурный элемент команды
Код операции
Определяющее действие команды
Непосредственная адресация
Способ адресации команды
Полуслово
Одно форматная команда (16 бит)

Темы СРС

Структура центрального процессора [Л1], стр. 85-87; конспект

Темы СРСП

Сравнительная характеристика режимов работы многопроцессорной

ЭУМ [Семинар]