Процессоры с принудительным порядком выполнения команд

Способы адресации команд

Обобщенный формат команд

Команды в ЦВМ могут быть одноадресными, двухадресными и трехадресными (в машинах с так называемой естественной адресацией команд).

Формат одноадресной команды следующий:

КОП	А - адрес операнда

Формат двухадресной команды:

КОП

А1-адрес первого операнда

А2 - адрес второго операнда

Формат трехадресной команды:

КОП

А1- адрес первого операнда

А2 - адрес второго операнда

А3-адрес результата

Каждая команда состоит из операционной части - кода операции (КОП) и адресной части. В операционной части указывается тип выполняемой операции в виде двоичного числа. В адресной части указывается адрес ячейки памяти, в которой размещается операнд (одноадресная команда). Если в команде указывается адреса 1-го и 2-го операндов, то такая команда называется двухадресной. В трехадресной машине указывается еще и адрес результата, то есть ячейка ОП, куда помещается результат.

Какая из систем лучше? В современных машинах большого класса могут сочетаться все типы. Приведенные типы команд относятся к так называемым машинам с естественной адресацией, в которых команды из программы выбираются последовательно одна за другой. Адресация производится с помощью счетчика команд СчК (PC- Program Count). Однако существовали машины и с принудительной адресацией, в которых очередная команда выбиралась по адресу, указанному в предыдущей команде (такой способ адресации сохранен в настоящее время только в так называемых микропрограммных устройствах управления).

Структура команд такой машины имеет вид:

КОП

А1

А2

Ар

Аск

где А_р- адрес результата;

Аск -адрес следующей команды.

Т.к. приведенная команда использует два операнда, и еще появилось поле адреса результата, то поэтому команда стала четырехадресной:

При размещении команд в ОП для их вызова на исполнение в процессор необходимо формировать адреса ячеек ОП, в которых они хранятся. В соответствии с методом формирования адреса команды процессоры делятся на два типа: процессоры с принудительным порядком выполнения команд (принудительной адресацией команд) и с естественным порядком выполнения команд (естественной адресацией команд).

Упрощенная структура процессора с принудительной адресацией команд приведена на рисунке 2.4.1.

Рисунок 2.4.1- Упрощенная структура процессора с принудительной адресацией

Процесс выполнения команд процессором следующий: при включении процессора в регистр адреса (РА) заносится адрес первой выполняемой команды (по сигналу “Сброс” или “Пуск” или каким либо иным способом). По этому адресу из ОП через шину данных в регистр команд (РК) считывается команда, которая содержат код операции (КОП), адрес операнда (Аоп), а так же адрес следующей команды (Аск). Поле КОП команды используется для формирования управляющих сигналов с помощью дешифратора кода операции (ДшКОП) который вырабатывает нужную последовательность управляющих сигналов (УС) y1...yn, необходимых для выполнения команды в процессоре.

Адрес операнда через РА задает номер ячейки ОП, в которой он хранится. Операнд, считанный из ячейки памяти с заданным адресом, поступает на обработку в АЛУ.

Рассмотрим следующий пример. Положим, что процессор имеет следующую систему команд в машинных кодах (для более краткой записи представим систему команд в шестнадцатеричной системе счисления):

01H - вызов операнда из ОП в аккумулятор;

02H - запись содержимого А в ОП;

1АH - команда сложения;

00H – останов выполнения программы.

Пусть необходимо составить программу сложения 2-х чисел, находящихся соответственно в ячейках ОП с адресами 0841H и 0842H и записать результат в ячейку ОП с адресом 0843H. Программа хранится в смежных ячейках памяти, начиная с адреса 1300H. Разрядность (ширина) чтения команд и данных из ОП и записи данных в ОП за одно обращение процессора к ОШ (за один шинный цикл) - 1 байт. В этих условиях требуемая программа будет иметь следующий вид, представленной в таблице 2.4.1:

Таблица 2.4.1- Пример программы сложения 2-х чисел с использованием принудительной адресации

№ яч	КОП	Аоп	Аск	Комментарий
1300	01	0841	1305	Вызов 1-го операнда из ОП и переход к считыванию следующей команды из ячейки ОП с номером 1305H.
1305	1А	0842	130А	Вызов 2-го операнда, сложение и переход к считыванию следующей команды из ячейки ОП с номером 130АH.
130А	02	0843	130F	Запись результата в ОП и переход к ячейке 130FH.
130F	00	0000	0000	Останов.

Нетрудно подсчитать, что при использовании принудительной адресации команд длина программы составляет 20 байт.

Дата добавления: 2014-11-29