24. Визначити поняття системи команд процесора, навести їх типи. Охарактеризувати арифметичні команди, вказати їх функції, навести приклади.

Система команд (також набір команд) - угода про надаваних архітектурою засобах програмування, а саме: певних типах даних, інструкцій, системи регістрів, методів адресації, моделей пам'яті, способів обробки переривань і виключень, методів введення і виведення.

Система команд представляється специфікацією відповідності (мікро) команд наборам кодів (мікро) операцій, які виконуються при виклику команди, що визначаються (мікро) архітектурою системи. (При цьому на системах з різною (мікро) архітектурою може бути реалізована одна і та ж система команд. Наприклад, Intel Pentium і AMD Athlon мають майже ідентичні версії системи команд x86, але мають радикально різний внутрішній дизайн.)

Базовими командами є, як правило, такі:

6. арифметичні, наприклад, «складання» і «віднімання»;

7. бітові, наприклад, «логічне і», «логічне або» і «логічне НЕ»;

8. присвоювання даних, наприклад, «перемістити», «завантажити», «вивантажити»;

9. введення-виведення, для обміну даними із зовнішніми пристроями;

10. керуючі інструкції, наприклад, безумовний, умовний або непрямий перехід, виклик підпрограми, повернення з підпрограми.

Арифметичні команди розглядають коди операндів як числові двійкові чи двійково-десяткові коди. Ці команди можуть бути розділені на п'ять основних груп:

• команди операцій з фіксованою комою (додавання, віднімання, множення, ділення);

• команди операцій з плаваючою комою (додавання, віднімання, множення, ділення);

• команди очищення;

• команди інкременту і декременту;

• команда порівняння.

Команди операцій з фіксованою комою працюють з кодами в регістрах процесора чи в пам'яті як зі звичайними двійковими кодами. Команда додавання (ADD) обчислює суму двох кодів. Команда віднімання (SUB) обчислює різницю двох кодів. Команда множення (MUL) обчислює добуток двох кодів (розрядність результату вдвічі більша розрядності співмножників). Команда ділення (DIV) обчислює частку від ділення одного коду на іншій. Причому всі ці команди можуть працювати як з числами зі знаком, так і з числами без знаку.

Команди операцій з плаваючою комою, (крапкою) використовують формат подання чисел з порядком і мантисою (звичайно ці числа займають дві послідовні комірки пам'яті). У сучасних потужних процесорах набір команд із плаваючою комою не обмежується тільки чотирма арифметичними діями, а містить і безліч інших більш складних команд, наприклад, обчислення тригонометричних функцій, логарифмічних функцій, а також складних функцій, необхідних при обробці звуку і зображення.

Команди очищення (CLR) призначені для запису нульового коду в регістр чи комірку пам'яті. Ці команди можуть бути замінені командами пересилання нульового коду, але спеціальні команди очищення звичайно виконуються швидше, ніж команди пересилання. Команди очищення іноді відносять до групи логічних команд, але суть їх від цього не змінюється.

Команди інкременту (збільшення на одиницю, INC) і декременту (зменшення на одиницю, DEC) також бувають дуже зручні. Їх можна, в принципі, замінити командами суми з одиницею чи віднімання одиниці, але інкремент і декремент виконуються швидше, ніж додавання і віднімання. Ці команди вимагають одного вхідного операнда, що одночасно є і вихідним операндом.

Команда порівняння (позначається CMP) призначена для порівняння двох вхідних операндів. По суті, вона обчислює різницю цих двох операндів, але вихідного операнда не формує, а всього лише змінює біти в регістрі стану процесора (PSW) за результатом цього віднімання. Наступна за командою порівняння команда (переважно це команда переходу) буде аналізувати біти в регістрі стану процесора і виконувати дії в залежності від їх значень (про команди переходу мова піде в розділі 3.3.4). У деяких процесорах передбачені команди ланцюгового порівняння двох послідовностей операндів, що знаходяться в пам'яті (наприклад, у процесорі 8086 і сумісних з ним).