T Архитектура с полным набором команд - CISC (Complex Instruction Set Computer)

T Архитектура с выделенным доступом к памяти

В архитектуре с выделенным доступом к памяти обращение к основной памяти возможно только с помощью двух специальных команд: load и store. Команда load (загрузка) обеспечивает считывание значения из основной памяти и занесение его в регистр процессора (в команде обычно указывается адрес ячейки памяти и номер регистра). Пересылка информации в противоположном направлении производится командой store (сохранение). Операнды во всех командах обработки информации могут находиться только в регистрах процессора (чаще всего в регистрах общего назначения). Результат операции также заносится в регистр. В архитектуре отсутствуют команды обработки, допускающие прямое обращение к основной памяти. Допускается наличие в архитектуре системы команд ограниченного числа команд, где операнд является частью кода команды.

Состав и информационные тракты ЭВМ с выделенным доступом к памяти соответствуют последнему рисунку. Две из трех шин, расположенных между массивом РОН и АЛУ, обеспечивают передачу в арифметико-логическое устройство операндов, хранящихся в двух регистрах общего назначения. Третья служит для занесения результата в выделенный для этого регистр. Эти же шины позволяют загрузить в регистры содержимое ячеек основной памяти и сохранить в оперативной памяти информацию, находящуюся в РОН.

Архитектурой системы командс выделенным доступом к памяти характерна для всех вычислительных машин с RISC-архитектурой. Команды в таких ЭВМ, как правило, имеют длину 32 бита и трехадресный формат. К достоинствам архитектуры системы командследует отнести простоту декодирования и исполнения команды.

t Классификация по составу и сложности команд

Современная технология программирования ориентирована на языки высокого уровня, главная цель которых - облегчить процесс программирования. Данный подход, породил серьезную проблему: сложные операторы, характерные для языков высокого уровня, существенно отличаются от простых машинных операций, реализуемых в большинстве вычислительных машин. Проблема получила название семантического разрыва, а ее следствием становится недостаточно эффективное выполнение программ на ЭВМ. Для преодоления семантического разрыва, разработчики вычислительных машин выбирают один из трех подходов и типов архитектур системы команд.

В вычислительных машинах типа CISC проблема семантического разрыва решается за счет расширения системы команд, дополнения ее сложными командами, семантически аналогичными операторамязыков высокого уровня. Основоположником CISC архитектуры считается компания IBM, которая начала применять данный подход с семейства машин IBM 360 и продолжает его в своих мощных современных универсальных ЭВМ. таких как IBM ES/9000. Аналогичный подход характерен и для компании Intel в ее микропроцессорах серии 8086 и Pentium.

Для CISC-архитектуры типичны:

· наличие в процессоре сравнительно небольшого числа регистров общего назначения;

· большое количество машинных команд, некоторые из них аппаратно реализуют сложные операторы языков высокого уровня;

· разнообразие способов адресации операндов;

· множество форматов команд различной разрядности;

· наличие команд, где обработка совещается с обращением к памяти (регистр-память и память-память).

К типу CISC можно отнести практически все ЭВМ, выпускавшиеся до середины 1980-х годов, и значительную часть производящихся в настоящее время. Рассмотренный способ решения проблемы семантического разрыва вместе с тем ведет к усложнению аппаратуры ЭВМ, главным образом устройства управления, что, в свою очередь, негативно сказывается на производительности ЭВМ в целом.

Дата добавления: 2015-04-25