Архитектура системы команд ЭВМ, по месту хранения и составу операций

T Машины с длинным командным словом

Существуют архитектуры ЭВМ, которые различаются не только количеством адресов в машинной команде, но и наличием в такой команде нескольких кодов операций. Такие ЭВМ называются машинами с очень длинным командным словом (VLIW – Very Large Instruction Word).

Одни из первых VLIW-процессоры появились в конце 1980-х.

В таких компьютерах, например, некоторые команды могут реализовывать операторы присваивания вида z:=k*(x+y) по схеме:

R1:= <x>; R2:= <y>; S:= R1+R2;

R1:= <k>; S:= S*R1;<z>:= S

В ЭВМ с такой архитектурой команда, содержащая два кода операции и четыре адреса аргументов, в наших предыдущих предположениях о размере адреса и кода операции, имеет длину 14 байт и, например, такой формат:

КОП1

КОП2

A1

A2

A3

A4

Такие команды выполняются по схеме:

R1:= <A2>; R2:= <A3>; S:= R1 КОП1 R2;

R1:= <A4>; S:= S КОП2 R1; <A1>:= S

Компьютеры этой архитектуры как бы связывают несколько последовательных команд программы в одну длинную команду, при этом в современных ЭВМ такая связка может содержать до семи кодов операций и соответствующее число операндов, а длина команды может доходить до 64 байт. Обычно построение таких длинных машинных команд производит компилятор с языка программирования высокого уровня для эффективного вычисления выражений. Главное идея VLIW архитектуры заключается в том, что на языке машины задаётся явный параллелизм: все операции над данными в такой длинной команде можно выполнять параллельно (в разных частях АЛУ), так как это одна команда.

Компьютеры с архитектурой VLIW являются специализированными ЭВМ. Специализированные ЭВМ, в отличие от универсальных, могут эффективно использоваться только в достаточно узкой предметной области.

t Классификация архитектур системы команд

Системой команд вычислительной машины называют полный перечень команд, которые способна выполнять данная вычислительная машина.

В свою очередь, под архитектурой системы команд принято определять те средства вычислительной машины, которые видны и доступны программисту. Архитектуру системы команд ЭВМможно рассматривать как линию согласования нужд разработчиков программного обеспечения с возможностями создателей аппаратуры вычислительной машины.

Среди мотивов, чаще всего предопределяющих переход к новому типу архитектуры системы команд выделим два наиболее существенных:

1. место хранения операндов, что влияет на количество и длину адресов, указываемых в адресной части команд обработки данных.

2. состав операций, выполняемых вычислительной машиной, и их сложность.

t Классификация по место хранения операндов

Важную роль при выборе архитектуры системы команд играет ответ на вопрос о том, где могут храниться операнды и каким образом к ним осуществляется доступ.

Выбор той или иной архитектуры влияет на принципиальные моменты: сколько адресов будет содержать адресная часть команд, какова будет длина этих адресов, насколько просто будет происходить доступ к операндам и какой, в конечном итоге, будет общая длина команд.

Дата добавления: 2015-04-25