- •Основные принципы построения цифровых вычислительных машин
- •2.Понятие «архитектура компьютера». Уровни абстракции. Уровни детализации структуры вычислительной машины.
- •3.Основные типы архитектур: архитектура с полным набором команд, архитектура с сокращенным набором команд, архитектура с командными словами сверхбольшой длины, стековая, регистровая архитектуры
- •Форматы команд.
- •Форматы операндов, способы представления данных.
- •Формы с плавающей и фиксированной точкой
- •Формы представления чисел со знаками
- •Форматы чисел в эвм
- •Классификация команд, адресность.
- •Основные методы адресации операндов.
- •Индексация
- •8. Стандартный цикл выполнения команд, структура цикла.
- •Массивно-параллельные системы (mpp)
- •Симметричные мультипроцессорные системы (smp)
- •Системы с неоднородным доступом к памяти (numa)
- •Параллельные векторные системы (pvp)
- •Кластерные системы
- •Закон Амдала
Классификация команд, адресность.
Команды передачи данных обеспечивают простую пересылку информации без выполнения каких-либо операций обработки. Команды этой группы делятся на команды связанные с обращением к памяти, команды обращения к регистрам и команды ввода вывода.
К командам связанным с обращением к памяти относятся:
ЗАГРУЗИТЬ (ПРОЧИТАТЬ), по которой содержимое одной из ячеек памяти засылается в регистр;
ЗАПОМНИТЬ (ЗАПИСАТЬ), по которой содержимое регистра засылается в ячейку памяти.
В командах, связанных с пересылкой байта или слова, должны указываться номер конкретного регистра, адрес ячейки памяти и, если необходимо, номер модуля ЗУ.
Команды, связанные с обращением к регистрам, должны указывать номер источника информации и номер регистра результата. В эту подгруппу команд передачи данных входят команды:
ЗАГРУЗИТЬ НЕПОСРЕДСТВЕННО, по которой в регистр записывается константа, указанная в коде команды;
ПЕРЕСЛАТЬ, по которой содержимое одного регистра пересылается в другой.
К командам ввода-вывода относятся:
ВВОД, по которой содержимое устройства ввода засылается во внутренний регистр МП;
ВЫВОД, по которой содержимое внутреннего регистра МП (обычно аккумулятора) пересылается в устройство вывода.
Команды управления, часто называемые командами перехода, позволяют выполнять различные действия в соответствии со значением внешних сигналов или выработанных внутри системы условий. Все команды управления делятся на команды безусловного и условного перехода.
К командам безусловного перехода относятся:
БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД (БП), по которой в программный счетчик записывается содержимое адресного поля команды БП, т.е. обеспечивается переход в программе по адресу, указанному в команде;
БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД С ВОЗВРАТОМ (переход к подпрограмме), по которой в программный счетчик записывается новое содержимое (адрес первой команды подпрограммы), но в отличие от команды БП в памяти сохраняется состояние программного счетчика и некоторых других регистров. При выполнении подпрограммы по ее последней команде ВОЗВРАТ восстанавливается содержимое программного счетчика и всех регистров.
Команды условного перехода проверяют состояние какого-либо разряда регистра, флагового триггера или другого параметра. От результата проверки зависит, будет выполняться переход или нет. Обычно переход осуществляется если результат проверки соответствует указанному в команде условию. В эту подгруппу команд управления входят:
УСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД (УП) по адресу. В коде команды УП обязательно указывается проверяемое условие, в качестве которого в МП используются нулевое или ненулевое значение результата, положительный или отрицательный знак результата, наличие или отсутствие сигналов переноса, переполнения и др. При выполнении условия в программный счетчик записывается содержимое адресного поля команды УП, т.е. обеспечивается переход в программе по адресу указанному в команде. При невыполнении условия управление передается следующей команде программы;
УСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД С ВОЗВРАТОМ, которая отличается от команды БЕЗУСЛОВНЫЙ ПЕРЕХОД С ВОЗВРАТОМ тем, что переход к подпрограмме происходит только при выполнении указанного условия.
Обычно в систему команд МП включается еще несколько вспомогательных команд, которые позволяют управлять состоянием регистров или триггеров влияющих на выполнение условных переходов, например: УСТАНОВИТЬ ФЛАГ, СБРОСИТЬ ФЛАГ, УСТАНОВИТЬ СТАРШИЙ РАЗРЯД АККУМУЛЯТОРА, СБРОСИТЬ СТАРШИЙ РАЗРЯД АККУМУЛЯТОРА и др.
Команды обработки данных делятся на арифметические и логические. К арифметическим относятся:
СЛОЖИТЬ содержимое двух регистров или регистра и ячейки памяти;
ВЫЧЕСТЬ из содержимого ячейки памяти или регистра содержимое регистра;
УВЕЛИЧИТЬ НА 1 (ИНКРЕМЕНТ) содержимое ячейки памяти или регистра (указателя стека, индексного регистра, аккумулятора);
УМЕНЬШИТЬ НА 1 (ДЕКРЕМЕНТ) содержимое ячейки памяти или регистра;
СЛОЖИТЬ С УЧЕТОМ ПЕРЕНОСА, по которой выполняется сложение с учетом состояния триггера переноса. Это позволяет легко организовать обработку чисел большой длины;
ВЫЧЕСТЬ С УЧЕТОМ ЗАЕМА;
СДВИГ содержимого ячейки памяти или регистра (обычно на один разряд).
В подгруппу логических команд входят команды:
И (ЛОГИЧЕСКОЕ УМНОЖИТЬ), по которой выполняется операция конъюнкции между содержимым двух регистров или ячейки памяти и регистра;
ИЛИ (ЛОГИЧЕСКИ СЛОЖИТЬ), по которой выполняется операция дизъюнкции между содержимым двух регистров или ячейки памяти и регистра;
НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, по которой производится поразрядное сравнение содержимого двух регистров или ячейки памяти и регистра;
ИНВЕРСИЯ содержимого ячейки памяти или регистра.
Адресность команд ЦП связана с разрядностью ОП. Типичная команда состоит из фиксированной части ( КОП) и адресной части, в которой указаны адреса операндов.
Адресность команд ЭВМ определяется количеством адресов в адресной части кода команды.
