Лекция 5 . Общая характеристика системы команд

1. Министерство образования и науки УкраиныГВУЗ «Донецкий национальный технический университет»Факультет компьютерных наук и технологий Лекция 5. Общая характеристика системы команд

2. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Понятие системы команд Система команд (набор команд) —средства программирования, характерные для данной конкретной вычислительной системы: определённые типы данных, инструкций, система регистров, методы адресации, модели памяти, способы обработки прерываний и исключений, методы ввода и вывода информации. Машинный язык – набор правил составления команд и программ, представления операндов для данной вычислительной системы, а также однозначное описание поведения компьютера при исполнении всех допустимых команд, их сочетаний между собой и со всеми допустимыми операндами. Архитектура компьютеров

3. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Классификация систем команд Система командпредставляет собой множество команд, которые может выполнять центральный процессор. Система команд зависит от назначения компьютера (универсальный, специализированный, управляющий, сетевой и т.п.). По количеству и сложности команд системы делят на: CISC (Complex Instruction Set Computer) – система с небольшим количеством сложным команд. (Невысокая гибкость). RISC (Reduced Instruction Set Computer) – система с усеченными, близкими к элементарным командами. (Высокая гибкость). MICS (Minimum Instruction Set Computer) – наиболее гибкая система, минимальное число простейших команд. Архитектура компьютеров

4. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Структура команды В общем случае команда может содержать: • Код операции (что нужно сделать). • Источник(и) операнда(ов) (над чем). • Приемник результата (куда сохранить). • Адрес следующей команды (что делать дальше). По количеству операндов команды бывают: 0. Нуль-адресные. • Одноадресные. • Двухадресные. • Трехадресные. Архитектура компьютеров

5. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Система одноадресных команд ACC = ACC * (A1) F = (A + B) * (C + 2D – E) LOAD A; ACC := A ADD B; ACC := A+B STORE F F := A+B LOAD D ACC := D ADD D ACC := 2D ADD C ACC := C + 2D SUB E ACC := C + 2D – E MUL F ACC := (A + B) * (C + 2D – E) STORE F F := (A + B) * (C + 2D – E) Архитектура компьютеров

6. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Система двухадресных команд (A2) = (A1) * (A2) F = (A + B) * (C + 2D – E) ADD A, B; B := A + B ADD D, D; D := 2D ADD D, C; D := C + 2D SUB D, E; E := C + 2D – E MUL B, E; E := (A + B) * (C + 2D – E) MOV E, F; F := (A + B) * (C + 2D – E) Архитектура компьютеров

7. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Система трехадресных команд (A3) = (A1) * (A2) F = (A + B) * (C + 2D – E) ADD A, B, F;F := A + B ADD D, D, D; D := 2D ADD D, C, D; D := C + 2D SUB D, E, D;D := C + 2D – E MUL F, D, F;F := (A + B) * (C + 2D – E) Архитектура компьютеров

8. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Система командпеременной длины Формат и алгоритм выполнения команд в системе команд переменной длины определяются разработчиками архитектуры ЭВМ. F = (A + B) * (C + 2D – E) MOV BX, A; BX := A ADD BX, B; BX := A + B MOV AX, D; AX := D SHL AX; AX := 2D ADD AX, C; AX := C + 2D SUB AX, E; AX := C + 2D – E MUL BX; AX: = (A + B) * (C + 2D – E) MOV F, AX; F := (A + B) * (C + 2D – E) Архитектура компьютеров

9. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Размещение данных в оперативной памяти Компилятор – программа, выполняющая преобразование программы от языка высокого уровня к машинному языку. Полученные после компиляции машинные команды размещаются в сегменте кода следующим способом: Архитектура компьютеров

10. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Размещение данных в оперативной памяти Данные в оперативной памяти размещаются исходя из последовательности их описания в файле программы и их размеров. В процессоре Intel 8086: db = 1 байт dw = 2 байта dd = 4 байта Найдите ошибку!  Архитектура компьютеров

11. «Компьютерная схемотехника и архитектура компьютеров». Часть II. Лекция 5. Общая характеристика системы команд Сегментация памяти Разрядность шины процессора Intel 8086 составляет 16 бит, следовательно, адрес соответствующей разрядности может адресовать 216 байт = 64Kb памяти. Для адресации бо́льших пространств памяти используется механизм сегментации. Сегментация подразумевает разделение всей памяти на сегменты размером по 64Kb. При таком подходе произвольный байт в пределах 1Mb может быть задан комбинацией номера сегмента и смещения внутри сегмента. Реальный (физический, исполнительный) адрес при сегментации вычисляется следующим образом: Архитектура компьютеров