~8 (Выборочные ответы к государственному экзамену факультета ВМС специальности 2201)

Билет №15 вопрос №2

Команды микропроцессора

Выполнение команды состоит из отдельных машинных операций. В данном случае под операцией понимают преобразование информации, выполняемое машиной под воздействием одной команды. Содержанием машинной операции может быть запоминание, передача, арифметическое и логическое преобразование некоторых машинных слов (операндов). Команда представляет собой код, содержащий информацию, необходимую для управления машинной операцией. Команда должна указывать: а) операцию, подлежащую выполнению; б) операнды, над которыми выполняется операция; в) адрес, куда должен быть помещен результат операции; г) следующую команду (или откуда она должна быть взята). Команда состоит из операционной и адресной частей. Операционная часть содержит КОП, т.е. некоторое число, которое задает вид операции (сложение, умножение, передача и т.д.). Адресная часть команды содержит информацию об адресах операндов и результатах операции, а в некоторых случаях информацию об адресе следующей команды. Количество двоичных разрядов, отведенных под код операции, выбирается таким, чтобы можно было представить все выполняемые операции. Если ЭВМ выполняет М различных операции, то число разрядов в КОП должно быть не меньше log₂M. Для упрощения аппаратуры и упрощения быстродействия ЭВМ длина формата команды должна быть согласована с выбираемой из требований точности вычислений длиной обрабатываемых машиной слов (операндов) с тем, чтобы для операндов и команд можно было эффективно использовать одни и те же память и аппаратные средства обработки информации. Это согласование достигается укорачиванием формата команды путём применения подразумеваемой, а также относительной и косвенной адресации и некоторых других приёмов. Обычно код команды имеет формат машинного слова или полуслова, реже полутора или двух слов. В некоторых машинах для представления команд используется несколько различных форматов. На рисунке схематично показаны различные структуры кода команды. В самом общем случае адресная часть должна содержать четыре адреса или адресных кода (рис.) для указания ячеек, содержащих два операнда, участвующих в операции, ячейки, в которую помещается результат операции, и ячейки, содержащей следующую команду. Такой порядок выборки команд называется принудительным. Он использовался в некоторых первых моделях ЭВМ. Четырехадресные команды в настоящее время не применяются. Можно установить, как это принято для большинства машин, что после выполнения данной команды, расположенной в ячейке k, выполняется команда из следующей по порядку (k+1)-й ячейки. Такой порядок выборки команд называется естественным. Он нарушается только специальными командами. В таком случае теряется необходимость указывать в команде адрес следующей команды. В трёхадресной команде (рис.) первый и второй адреса указывают ячейки памяти, в которых расположены операнды, а третий адрес определяет ячейку, в которую помещается результат операции. Следует отметить, что очень часто в качестве операндов используются результаты предыдущих операций, хранимые в триггерных регистрах машины. В этом случае выполняемая операция приобретает характер одно- или двухадресный, а трёхадресный формат используется неэффективно. По указанным причинам в современных ЭВМ применяют, как правило, одно- и двухадресные команды и их модификации.

По характеру выполняемых операций различают следующие основные группы команд: а)команды арифметических операций для чисел с фиксированной и плавающей запятой; б)команды десятичной арифметики; в) команды логических (поразрядных) операций (И,ИЛИ и др.); г) команды передачи кодов; д) команды операций ввода-вывода; е) команды управления порядком исполнения команд (команды передачи управления) и некоторые другие.