1) С жесткой логикой.

УУ обеспечивает выполнение распределенных во времени необходимых микроопераций в соответствии с выпол­няемой операцией. Микрооперация - это атомарное действие, приводящее к изменению состояния про­цессора. Распределение во времени сигналов осуществляется бло­ком тактирования. Такт - это интервал времени перехода УУ из одного состояния в другое. Время, необходимое для выполнения команды, состоит из некоторого количества тактов, образующих цикл работы процессора. УУ может использовать синхронный или асинхронный принцип выполнения команд и операций. В первом случае операции и значительное число команд выполняются за одно и то же время. При асинхронном принципе длительность цик­ла или количество тактов зависит от времени, необходимого кон­кретно выполняемой команде.

Недостаток: схема неоднородная. Преимущество: быстрая.

2) с микропрограммной логикой.

Устройство управления содержит специальный блок памяти, в котором хранятся микрокоманды, представляющие по­следовательности одновременно выполняемых микроопераций. Кроме микроопераций в микрокоманде кодируется адрес следую­щей микрокоманды (АСМК). Каждая последовательность микро­команд соответствует определенной машинной команде. Таким образом, в структуре микрокоманд присутствует информация от­носительно соответствующих микроопераций и адрес следующей микрокоманды.

Два способа кодирования микрокоманд:

1) горизонтальный

2) вертикальный.

1) Горизонтальный.

Каждому разряду в микрокоманде при этом спосо­бе кодирования соответствует конкретная микрооперация, выпол­няемая независимо от других хранимых микроопераций.

+ обеспечивает максимальный параллелизм выполнения микрокоманд

Отсутствует необходимость в декодировании микроопераций

- большие затраты на хранение микрооперационных частей микрокоманд и низкая эффективность, т.к. при большом числе микроопераций в каждой отдельной микрокоманде реализуется лишь одна или несколько из них, т.е. подавляющая часть разрядов микрооперационной части (МО) микрокоманды содержит нули.

2) Вертикальный.

Код микрокоманды содержит отдельные поля, определяющие группы микроопераций, одновременная совместная активизация которых не допускается.

Каждой микрооперации присваивается определенный код. Этот код заносится в МО. Мо имеет минимальную длину. Такой способ требует минимальный аппаратных затрат на хранение микрокоманд, но возникает потребность в Дешифраторе, который должен преобразовывать код микрооперации в соответствующий сигнал управления. ДШ вносит значительную временную задержку, увеличивается длина микропрограммы и время ее реализации.

7. Способы и режимы адресации.

Способы адресации определяют возможность задания в струк­туре команды различного сочетания адресов регистров и адресов памяти. Во многих машинах исключается непосредственное обра­щение к ОП, все обращения носят косвенный характер, за исклю­чением содержимого различных регистров, расположенных в процессоре. Режимы адресации определяют, каким образом формиру­ется адрес операнда, используемого в операции команды.

В качестве своеобразного стандарта в большинстве современ­ных машин принята байт-ориентированная адресация, позволяющая производить обращение к одному байту, двум байтам, четырем байтам и т.д.

Режимы адресации (некоторые):

прямая адресация,

регистровая,

косвенная регистровая,

непосредственная или лите­ральная,

базовая,

индексная,

базово-индексная,

относительная,

автоинкрементная косвенная,

автодекрементная косвенная,

базовая индексная с масштабированием и др.

В большинстве случаев используется ограниченное число режимов адресации.

Нали­чие большого числа режимов адресации бесспорно усложняет и увеличивает аппаратуру управления. Однако одним из доводов в пользу расширенного числа режимов адресации служит упрощение программ и компиляторов языков программирования.

8. Характеристики системы команд.

Системы команд:

- одноадресная адресация;

- многоадресная адресация;

- нульадресная адресация (стековая адресация).

Свойства:

1) Общность использования командами объектов архитектуры. Противоположностью общности являются определенные ограни­чения для некоторых команд. В ЭВМ часто поддерживается, на­пример, общность использования регистров ЦП. Это означает, что каждый из регистров может использоваться для хранения любого типа данных и для любых целей. Очевидно, достижение высокого уровня общности для определенных регистров желательно. Например, в семействе машин Motorola 6800 имеются выделенные регистры для адресов и данных. В персональных компьютерах Intel, наряду с наличием регистров общего назначения, используются специальные сегментные регистры.

2) Ортогональность команд означает, что команды могут исполь­зовать любые режимы адресации при работе с любыми регистрами или каждый операнд может представлять любые типы данных, т.е. операция может применять все типы данных. Например, в ЭВМ VAX команды ортогональны в отношении байта, слова, двойного слова, но не ортогональны в отношении некоторых типов данных, таких как квадрослово, которые поддерживаются не полностью. Ортогональность уменьшает число особых ситуаций, которые должны учитываться компилятором, т.е. упрощается реализация компиляции. В ортогональных командах операции могут быть применены в отношении любых типов данных и, как следствие, появляется возможность эффективно перестраивать порядок следо­вания команд и планировать загрузку конвейера.

3) Симметричность. Это свойство рассматривается как симметрия в отношении адресуемых объектов в коде команды. Симметрич­ность имеет некоторое отношение к общности и используется для описания способов, которыми операции могут специфицироваться. Например, некоторые операции машин могут допускать операции типа RR (регистр-регистр) или память-регистр (MR), но не допус­кать операции типа память-память (ММ). Или, например, в опера­ции вычитания уменьшаемое может использовать любые регистры, а вычитаемое меньшее число регистров. Нарушение симметрично­сти также приводит к усложнению компиляции, при которой при­ходится генерировать дополнительные команды.

Свойства общности, ортогональности и симметричности команд часто используются компромиссно с целью сокращения размера кода команды и сложности схемы машины.

9. Взаимозависимости в программах.

При выборе машинных команд особое внимание заслуживают возникающие при выполнении кода программ так называемые за­висимости (взаимозависимости), которые обусловлены обычно особенностями реализуемых в программе алгоритмов. Это зависи­мости по данным и по управлению.

Зависимость по данным имеет место, когда очередная команда не может быть исполнена до тех пор, пока не подготовлены для нее операнды, которые являются результатом выполнения предыдущих команд.

Зависимость по управлению имеет место, когда команда услов­ного перехода не может быть выполнена до тех пор, пока не вы­числено (определено) условное выражение, т.е. не получен резуль­тат, определяющий направление перехода при выполнении преды­дущей команды.

Число зависимостей по данным сравнительно невелико, в то время как число зависимостей по управлению, обусловленных условными переходами, весьма значительно.

Для реализации проблем, возникающих с отмеченными зависи­мостями, предложены и используются различные подходы.