Дробно-адресная архитектура

Сравнительный анализ ЭВМ различной адресности.

ВСТЕК (S)

ИЗСТЕКА А1

ВСТЕК А1

Адресность ЭВМ.

Адресность ЭВМ – это число адресов в команде. Разные архитектуры предполагают различные адресности команд.

Рассмотрим схемы выполнения команд с различным числом адресов операндов. Будем предполагать, что для хранения кода операции отводится 1 байт, а для хранения каждого из адресов 3 байта.

Трехадресная архитектура:

КОП	А1	А2	А3
1 байт	3 байта	3 байта	3 байта	= 10 байт

Схема выполнения команд:

R1:=<A2>; R2:=<A3>

S:=R1 R2; <A1>:=S

Двухадресная архитектура:

КОП	А1	А2
1 байт	3 байта	3 байта	= 7 байт

Схема выполнения команд:

R1:=<A1>; R2:=<A2>

S:=R1 R2; <A1>:=S

Местоположение операндов задается явно как адреса в команде, а местоположение результата – неявно или по умолчанию.

Одноадресная архитектура:

КОП	А1
1 байт	3 байта	= 4 байта

Схема выполнения команд:

R1:=<A1>; S:= S R1

Для выполнения бинарных операций в одноадресной ЭВМ необходимы еще две команды – чтения числа из памяти на регистр сумматора и записи значения из сумматора в память. Только второй операнд задается явно, а первый операнд и результат – неявно (регистр сумматора).

СЧ А1 (операция чтения числа из памяти на регистр сумматора)

S:=<A1>

ЗП А1 (операция записи в память содержимого сумматора)

<A1>:=S

Общая схема:

CЧ А1 (задаем первый операнд)

S:=<A1>

R1:=<A1> (это второй операнд, а первый операнд – регистр сумматора)

S:=S R1 (выполняем операцию и получаем результат – на регистр сумматора)

ЗП А1 (записываем результат в память)

<A1>:=S

Безадресная архитектура:

КОП
1 байт	= 1 байт

Для выполнения операций используется аппаратно реализованный стек. Для работы со стеком вводятся две дополнительные одноадресные команды – запись из памяти в стек и чтение из стека.

Команда записи в стек:

Она выполняется по схеме: R1:=<A1>; ВСТЕК(R1).

Команда чтения из стека:

Она выполняется по схеме: ИЗСТЕКА(R1); <A1>:=R1

Схема выполнения команд:

R1:=ИЗСТЕКА

R2:=ИЗСТЕКА

S:=R1 R2

Рассмотрим оператор присваивания: x:=a/(a+b)^2

Трехадресная:

СЛ x a b	x: = a+b
УМН x x x	x: = (a+b)^2
ДЕЛx a x	x: = a /(a+b)^2

Длина программы: 3*10=30 байт

Двухадресная:

ПЕР R a	R: = a
СЛ R b	R: = a+b
УМН R R	R: = (a+b)^2
ПЕР x a	x: = a
ДЕЛx R	x: = a/(a+b)^2

Длина программы: 5*7=35 байт

Одноадресная:

СЧ a	S: = a
СЛ b	S: = a+b
ЗПx	x:=a+b
УМН x	S: = (a+b)^2
ЗП x	x: = <S>
СЧ a	S: = a
ДЕЛx	S: = a/(a+b)^2
ЗПx	x: = <S>

Длина программы: 8*4=32 байта

Безадресная:

ВСТЕКa	поместить а в стек
ВСТЕК	дублируем вершину стека
ВСТЕКb	помещаем в стек b; в стеке теперь b, a, a
]]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0]]]=======0=СЛ	в стеке теперь b+a, a
ВСТЕК	дублируем вершину стека
УМН	в стеке (b+a)^2, a
ОБМЕН	поменять местами два верхних элемента стека
ДЕЛ	в стеке a / (b+a)^2
ИЗСТЕКАx	запись результата из стека в x

Длина программы: 3*4+6=18 байт

Данную архитектуру также называют архитектурой с адресуемыми регистрами. Такая архитектура нарушает один из принципов Фон Неймана – принцип однородности памяти.

В компьютерах с дробно-адресной архитектурой память делится на 2 части:

адресуемая регистровая память (она имеет небольшой объем);

- основная память (имеет большой объем);

Ячейки каждого из видов памяти имеют собственную независимую адресацию.

Для регистровой памяти адрес имеет размер в несколько раз меньшей, чем для основной памяти.

Пример: Двухадресная ЭВМ.

16 ячеек регистровой памяти.

2^20 – размер основной памяти.

2^24 – вся память.

Адреса – 4 бита.

В такой ЭВМ в качестве адресов операндов могут быть либо адреса 2-х регистров, либо регистр и ячейка основной памяти.

КОП	R1	R2
1 байт	1 байт

КОП	R1	A2
1 байт	4 бита	20 бит

Дата добавления: 2014-01-06