Формати команд комп’ютера Cyber-70

Розглянемо іще одну систему команд, яка використовувалась в комп’ютері Cyber-70 (рис. 3.41). Її відмінністю від інших є нестандартна довжина розрядної сітки, кратна трьом.

Рис. 3.41. Формат команди комп’ютера Cyber-70

Тут А - адреса пам’яті, R - адреса регістра, L - довжина операнда, С - номер симво­лу в складному слові, N - число. Також використовуються дві довжини коду операції: шести- та дев’ятирозрядний. В сумі використовується п’ять різних форматів команди. Перший дозволяє одночасно адресувати три регістри, другий адресує один регістр та вміщує число, що підлягає обробці, третій адресує два регістри та пам’ять і є в два рази довший, так само, як і четвертий формат, який адресує один регістр і пам’ять, але має довший код операції. Іще в два рази довшим є п’ятий формат команди, який вказує дві адреси пам’яті та параметри відповідних чисел - довжину і номер в складному слові.

3.5.3. Формати команд сучасного комп’ютера

Формати команд сучасного комп’ютера на прикладі комп’ютера DLХ, який є узагаль­ненням цілого спектра сучасних комп’ютерів, подано на рис. 3.42.

Рис. 3.42. Формати команд комп’ютера DLX

Дамо коротке пояснення щодо наведених на рисунку форматів команд:

- Команда типу І опрацьовує безпосередній операнд (Immediate).

- Команда типу R отримує пару операндів із джерельних регістрів (Registers) регі­стрового файла процесора та повертає результат знов таки до регістра призначення цьо­го файла.

- Команда типу J є командою безумовного переходу (Jump).

- Opcode є полем коду операції КОП, довжина якого становить 6 бітів.

- rsl, rs2 є полями з довжиною 5 бітів, що визначають номери регістрів-джерел опе­рандів (register of source) та програмно вибираються серед регістрів R0...R31 регістрово­го файла.

- rd є п’ятибітовим полем номера регістра призначення, приймача результату дії (register of destination). Регістр призначення також вибирають із множини R0...R31 регі­стрового файла.

- Immediate - це 16-бітове поле, що містить безпосередній операнд. При цьому лівий розряд immediate розглядають як знаковий. При використанні безпосередній операнд розширюють вліво за правилами доповняльного коду до 32-х бітів.

- Function - це поле, що визначає функцію, яка розширює на 2¹¹ - 1 = 2047 комбінацій обмежену кількість дозволених кодів операції.

- Offset added to PC - це 26-бітова константа, яку додають до вмісту регістра на­ступної адреси при виконанні команди безумовного переходу.

Особливості форматів команд комп’ютера DLX:

- Довжина усіх форматів - 32 біти.

- Реалізовано тип архітектури регістр-регістр.

- Реалізовано фіксовану систему поділу форматів на поля.

- Усі команди з погляду 'їхньої обробки поділено на три групи: операції АЛП, опера­ції зчитування/запису, операції керування виконанням програми.

Формати команд АЛП є триадресними, а саме, OP RX,RY,RZ. Вони є майже збіжними з форматами команд мікропроцесора М88Х00 фірми Motorola. Останній, разом із мікро­процесорами ІВМ801 та AMD29000 у середині 80-х років склав історично першу трійку серійних комп’ютерів з архітектурою RISC.

3. 6. Вплив технології компілювання на систему команд комп'ютера

В перших поколіннях комп’ютерів програми писались на асемблерній мові. Тому архітектура системи команд часто будувалась виходячи з потреби спрощення програ­мування на асемблері. Сьогодні переважна частина програм пишеться на мовах високо­го рівня. Для їх перекладу в машинні команди використовуються спеціальні програми, які називаються компіляторами. Перші компілятори створювались для вже існуючих комп’ютерів з конкретною системою команд. Оскільки від компілятора значною мірою залежить продуктивність комп’ютера, розуміння технології компілювання сьогодні є вкрай необхідним для проектування ефективної системи команд. Тому в подальшому розглянемо питання вибору складу системи команд комп’ютера з точки зору ефективно­го компілювання та виконання на ньому програм мовами високого рівня.

Структура сучасного компілятора показана на рис. 3.43. Перша процедура передба­чає перехід з мови програмування високого рівня до деякої простої проміжної мови і є залежною від мови програмування та незалежною від апаратних засобів комп’ютера.

Під час виконання другої процедури здійснюється оптимізація коду представленого про­міжною мовою, зокрема розкриваються звернення до підпрограм та циклів. Ця процедура також залежить від типу проміжної мови та не залежить від апаратних засобів комп’ютера.

На третій процедурі виконується глобальна оптимізація з врахуванням базових ар­хітектурних принципів побудови комп’ютера. Тут здійснюється прив’язка до конкрет­них типів комп’ютерних пристроїв. На останній процедурі здійснюється детальний ви­бір команд та машинно-залежна оптимізація.

Рис. 3.43. Структура компілятора

Дата добавления: 2014-11-06