Способы адресации апл.

1. Принудительная адресация МК.

2. Естественная адресация.

3. Функциональная адресация.

4. Программируемая адресация.

1. Принудительная адресация МК.

Адрес следующей МК задается принудительно (указывается текущая МК), чаще всего используется 2 адреса.

ОЧ х А0 А1

В поле Х указывается индекс проверяемого логического условия.

Если условие не проверяется, но не выполняется, переход происходит по адресу А0.

Если условие проверяется и выполняется, то переход происходит по адресу А1.

В случае отсутствия условия поле Х=0.

х_х – условие, если х_х=0, то А0

если х_х=1, то А1

Р₂МК

Y

X

A0

A1

МКУ

МХ

{х}

Т₃

х_x

Р₂АМК

{х} – сигналы логических условий, из них один х_х идет на мультиплексор адреса, синхронизируется работа тактом Т₃

М КУ:

х

DC

1 2 ……. L

&

&

&

&

1

х_х

Возможно использование принудительной адресации:

если х=0, то переход по адресу А

если х=1, то переход по адресу А+1.

2. Естественная адресация.

Y X A

Если условие не проверяется или проверяется, но не выполняется, то следующая микрокоманда выбирается в естественном порядке (прибавляется 1 к адресу текущей МК).

Если условие проверяется и выполняется, то переход происходит по адресу А.

При естественной адресации кроме условных переходов возможен и безусловный. Безусловный переход может кодироваться специальным блоком или некоторым специальным значением поля х.

Х ₁ А ₀

Y X A

1 & 2

МКУ

{x}

+1

СчМК

После выборки очередной МК К счетчику прибавляется 1. Если должен быть переход, то содержимое счетчика заменяется полем адреса.

2. Функциональная адресация.

При сакой адресации адрес очередной МК или его часть определяется некоторым внешним источником.

Функциональная адресация применяется также для сокращения числа МК, связанных с условными переходами. Рассмотренные способы адресации позволяют разветвление МК в одной МК не более, чем по двум направлениям, а иногда необходимо большее число направлений.

Y₁

0 0

1 1

0

1

Первая МК охватывает оператор Y₁ и условие х₁, но затем должны анализировать условие х₂ в двух ветвях, которое охватывает две МК. Тем самым увеличилось число МК, а следовательно и время.

Как можно уменьшить:

Y x₁ x₂ A₀₀ A₀₁ A₁₀ A₁₁

МКУ₁

МКУ₂

МХА

Х_х2

Х_х1

адрес след.МК

Усложнив структуру МК, мы можем получить разветвление на 4 направления. Увеличивается длина МК, занимается память, но не всегда ведь все 4 адреса нужны. Такой подход приводит к чрезмерному увеличению длины МК и не эффективно используется микропрограммной памятью. Поэтому был Придуман другой подход.

x₁ x₂ A a1 a2

{

МКУ1

x}

ЛС

Х_х1

Х_х2

z₁

МКУ2

z₂

А α₁α₂

X_x1 z1 X_x2 z2

ЛС – логическая схема.

Выделяется 2 младших бита адреса a₁, a₂. Старшая часть адреса А передается в Р₂АМК без изменений. Значение младших битов адреса определяются логической схемой.

а₁, если условие первое не проверяется (х₁=0)

α₁=

Х_х1, если х₁≠1

а₂ ,если х₂=0 (z₂=1)

α₂=

X_x2, если х₂≠0

Основная идея: вместо битов адреса используются значения проверяемых логических условий.

Х х1 Хх2 Адрес МК МК

0 0 А . 00 МКd

0 1 А . 01 MKc

1 0 А . 10 MKb

1 1 А . 11 MKa

Недостатком этого способа является ограничение на размещение МК в памяти и следовательно усложнение программирования и, возможно, направление дублирующих МК (размножение одинаковыхМК).

Пример:

Y₁

0 0

1 1

11. Процессоры, характеристики, порядок работы, структура команд и порядок их выполнения.

Процессор:

1. Арифметико-логическое устройство

2. Устройство управления

3. Регистровая (локальная) память

В состав АЛУ входят еще дополнительные регистры (регистры частного, делителя и т. д.), комбинационные схемы (сумматоры и т. д.). В общем случае АЛУ рассматривается как комбинационная часть.

УУ осуществляет адресацию и выборку команд, определение порядка выборки команд и выработку управляющих сигналов для других устройств компьютера (для АЛУ, для себя, для работы с памятью, для обмена с периферийными устройствами).

Регистровая память (РЗУ). Регистры программно доступны, их может использовать программист для написания программ.

Количество их может быть разным. Может быть только один доступный регистр – аккумулятор. В общем случае РЗУ – это группа регистров: регистры общего назначения (РОНы или GPR – General purpose register) и регистры с плавающей точкой (РПТ – FPR – Float Point Register)

Характеристики процессора

1. Производительность (быстродействие). Измеряет количество операций в единицу времени. Среднее время выполнения операций или берётся одна стандартная команда и сколько таких операций за единицу времени выполнится.

2. Объём памяти (и регистровая и основная)

3. Операционные ресурсы (типы обрабатываемых данных, состав операций, способы адресации, система команд).

4. Надежность и достоверность вычислений

Порядок работы процессора при выполнении команд

1. Выборка команды из основной памяти

   • Cчетчик команд СК (программный счетчик – PC – Program Counter, указатель команды IP – Instruction Pointer)

   • Регистр команд. B него помещается выбранная команда.

   • засылка адреса команды в память (в Рг А или на шину адреса)

   • чтение из памяти по этому адресу (на шину данных или в регистр данных)

   • засылка в Рг К

   • инкремент РС (IP) – указание адреса команды, следующей по порядку.

2. Декодирование команды. Осуществляется с помощью дешифратора или в случае микропрограммируемого устройства осуществляется с помощью преобразователя начального адреса (ПНА).

3. Выборка операндов из основной памяти и/или из РЗУ. Сначала формируется адрес операндов.

4. Исполнение операции.

5. Запись результата в РЗУ или ОП.

6. Формирование признаков результата (флажков)

Исполнение операции при передаче управления (переходы)

• проверка условия перехода

• вычисление адреса перехода

• загрузка адреса в РС

Структура команд и порядок их выполнения

1-адресная команда:

КОП

А

2-адресная команда

КОП

А1

А2

3-адресная

КОП

А1

А2

А3

3-адресная команда:

1. Выборка команды (Instruction Feteh)

2. Выборка операнда по адресу А1

3. Выборка операнда по адресу А2

4. Исполнение операции

5. Запись результата по адресу А3

Двухадресная команда:

А1, А2 – адреса операнда. Один из этих адресов является также адресом результата.

Одноадресная команда:

В случае одноадресных команд предполагается использование в составе процессора регистра-аккумулятора. Кроме арифметических команд должны быть предусмотрены команды загрузки в аккумулятор и запись из аккумулятора в память.

Операция выполняется над операндом аккумулятора и словом из памяти

Загрузка LD (Load)

1. Выборка команды

2. Выборка по адресу А

3. Заись в АС

Арифметическая операция

1. Выборка команды

2. Выборка по адресу А

3. Исполнение операции, например Act[a]

4. Запись в АС

Запись в память St (сохранение)

[A]:=Ac

В Современных системах адреса могут относиться как к регистровой памяти, так и оперативной.

КОП

R1

R2

КОП

R1

А2