Типы машинных команд

Адресация команд

Определение. Под адресацией команд понимается способ вычисления следующей команды.

Самым примитивным способом адресации команд является принудительная адресация: адрес следующей команды указывается в самой команде. Недостатки:

1. Неперемещаемость программы.

2. Команды, с точки зрения длины формата, длинные.

При написании программы в адресном поле следующей команды размещается следующий адрес, что неэффективно. Программист, как правило, располагает команды последовательно, в соседних ячейках памяти. Значит, адрес следующей команды вычисляется просто по адресу текущей программы. Для этого в состав процессора вводится специальный узел (программный счетчик СчАК), обеспечивающий последовательную адресацию команд (естественная адресация).

Однако, при осуществлении ветвления, циклических участков программы, подпрограмм, выполняющих обращения к процедурам и подпрограммам, естественный порядок команд нарушается. Для этого используются специальные команды передачи управления. В них адресное поле обязательно.

Способы формирования исполнительных адресов команд различны:

1. Неявная адресация. Адресное поле в команде управления отсутствует. Адрес следующей команды извлекается из фиксированных ячеек или адрес фиксирован. Обычно, неявная адресация используется для фиксированных причин прерывания.

2. Абсолютная адресация. В адресном поле команды передачи управления указывается полный адрес следующей команды.

Более распространены непрямые способы адресации. Обычно применяют три способа:

1. Относительная адресация – адресация относительно текущего адреса. В адресном поле команды задается относительный адрес перехода (рис. 3).

2. Косвенная адресация. В схеме косвенной адресации, память для хранения адресов не применяется. Применяется только косвенная регистровая адресация, где хранят адрес перехода. Косвенная адресация требует короткого адресного поля. Позволяет перемещать программы в любое место памяти.

3. Стековая адресация. Стековая адресация применяется прежде всего при работе с подпрограммами и обслуживании прерываний. Команды передачи управления со стековой адресацией фактически безадресные. Схема работы стека такая же, как и у данных.

Современные ЭВМ имеют от 60 до 120 базовых команд. Общее количество команд, которое может быть в процессорах, с учетом способов адресации и регистров, 250-400. Такое большое количество команд, по замыслу разработчиков, должно сокращать длину программы пользователя, следовательно, уменьшается время решения задачи. Практика же показывает, что программист всем возможным множеством команд никогда не пользуется. Обычно пользователь ограничивается некоторым подмножеством команд, которые он четко понимает и знает. Все команды ЭВМ разделяют по следующим признакам:

1. Функциональное назначение.

1.1. Команды передачи данных.

1.2. Команды обработки данных.

1.3. Команды передачи управления.

1.4. Дополнительные команды.

2. Адресность команды.

2.1. Безадресные команды.

2.2. Одноадресные команды.

2.3. Двухадресные команды.

2.4. Прочие команды.

3. По способам адресации.

3.1. Данных.

3.2. Команд.

4. Способ кодирования операций.

4.1. Команды с фиксированным полем кода операций.

4.2. Команды с расширяющимся полем кода операций.

5. По длине.

5.1. Однобайтные.

5.2. Двухбайтные.

5.3. Многобайтные.

Классификация процессоров по системе команд

В зависимости от набора и порядка выполнения команд процессоры подразделяются:

1. классические процессоры CISC (Complex Instruction Set Computing) - процессор с полным набором команд, выполняющий до 400 машинных инструкций.

Семейство микропроцессоров 80х86, поддерживаемых фирмами Intel, AMD, Cyrix и NEC, являются CISC-процессорами.

Процессоры CISC c исторически сложившейся архитектурой, в которой, в силу требований совместимости с предыдущими поколениями, накоплено множество команд, специализированных регистров и концепций.

2. Процессоры RISC (Reduced Instruction Set Computing) - с сокращенным набором команд.

Процессор RISC - процессор, в котором:

- реализован упрощенный набор команд, имеющих одинаковую длину;

- большинство команд выполняются за один цикл процессора;

- отсутствуют макрокоманды;

Архитектура RISC ассоциируется с новыми технологиями, высокопроизводительными серверами и узкоспециализированными рабочими станциями.

RISC и CISC - это некие идеализированные концепции. Реальные же микропроцессоры классифицировать очень трудно. В последнее время производители используют одни и те же технологии и схожие инженерные решения. Граница проводится больше из исторических соображений и с каждым годом размывается все сильнее.

3. Процессоры MISC - c минимальным набором длинных команд.

4. Процессоры VLIW с набором сверхдлинных команд.

Дата добавления: 2014-01-06