Задание

Разработайте структуру процессора, которая реализует данный алгоритм работы на примере вычисления разности двух чисел.

Семинар 6. Дальнейшее совершенствование микропроцессора, одноадресные и безадресные команды. Анализ предыдущей модели

Внимательный взгляд на формат предыдущей команды позволяет сформулировать следующий вопрос - а как распределены команды реальной программы?

Оказывается, 80% команд размещены в памяти ЭВМ друг за другом, и только 20% в произвольной последовательности. Но это означает, что адрес следующей команды чаще всего будет отличаться от исполняемой на единицу. Что в свою очередь позволяет сократить длину команды изъяв из ее содержимого адрес следующей команды. Обязанности вычисления адреса возложим на счетчик команд и, конечно, введем в специальные команды перехода. Они нам понадобятся для изменения естественной последовательности команд в зависимости от результата вычислений.

Статистический анализ различных программ показывает, что в большинстве случаев результат выполнения предыдущей команды используется как операнд в следующей. Если результат не пересылать в память, а сохранять, например, в аккумуляторе, то можно обойтись одноадресными командами арифметической (логической) обработки, командами пересылки (обмен данными между аккумулятором и памятью), командами передачи управления (условный или безусловный переход к адресуемой ячейке памяти) и командами ввода/вывода. Отметим, что у нас появляются и безадресные команды или команды с неявной адресацией (например, команда «Останов»).

Такие процессоры, реализующие программы из одноадресных и безадресных команд позволяют создать дешевые и достаточно производительные ЭВМ. ОП

……………………….

26 Вычитаемое

………………………….

………………………….

41 Разность

……………………………………………………..

77 Уменьшаемое

………………………….

134 Загр. 77

135 Выч. 26

136 Пер. 41

137 Останов

……………………………………………………

Счетчик команд

Регистр адреса

Адрес +1

Чтение

Y1Y3Y2

Регистр данных

Регистр команд

Y4

ЗаписьY5Y6

Устройство

Управления

Y10

АЛУ

Аккумулятор

Y11

Р.сост-ния

Y8

Y7

Y9

Процессор, работающий с одноадресными и безадресными командами.

Задание

Рассмотреть исполнение команды, расположенной в ячейке 135 на рисунке. Составить алгоритм решения задачи на такой ЭВМ.

НАЧАЛО

1

Считывание очередной команды(адрес, содержащийся в счетчике команд, передается в память ЭВМ, и оттуда считывается команда, помещаемая в регистр команд)

2

Формирование адреса следующей команды (счетчик команд наращивается на 1, чтобы указывать на команду, расположенную вслед за выбранной командой)

3 Нет

Выбрана

безадресная

команда

Да

4

Да

Команда

«ОСТАНОВ»

КОНЕЦ

Нет

5

Дешифрация команды(выполняются действия, указанные кодом операции команды)

6

Выбрана Нет

команда

перехода

Да

7

НетУсловие

перехода

выполняется

Да

8

Адрес перехода из адресной части команды, находящейся в регистре

команд, переписывается в счетчик команд

9

ДаВыбранаНет

команда

пересылки

10 11

Содержимое аккумулятора

записывается в ячейку памяти

по адресу, извлекаемому из

адресной части команды,

находящейся в регистре команд

Из ячейки памяти (адрес которой извлекается из адресной части команды, находящейся в регистре команд) считывается операнд. Он передается в АЛУ, где выполняются действия КОПа

Схема алгоритма выполнения команд простого процессора.

Теперь мы можем заметить, что процесс выполнения команды сводится к определению последовательности открывания и закрывания вентильных схем. Описание того, какую вентильную схему и когда открывать, составляет программу для Устройства Управления. Именно в этом устройстве хранятся программы, обычно их называют микропрограммами, а их команды – микрокомандами. Язык микрокоманд называют еще машинным языком ЭВМ, в отличии от языков программирования высокого уровня (например, С++). Следовательно, машина нуждается в трансляторес языков высокого уровня на машинный язык. Это программы получили названиекомпиляциииинтерпретации.

Способ компиляции заключается в том, что процесс выполнения алгоритма осуществляется только после полного перевода исходной ЯВУ-программы на машинный язык. При этом после перевода для функционирования программы не нужна не только исходная программа, но и программа – компилятор.

Способ интерпретации заключается в том, что каждый оператор исходной программы заменяется программой – интерпретатором на эквивалентную последовательность машинных команд. Эта последовательность тут же выполняется, после чего переводится следующая команда.

Именно структура и состав этого ПО заносится в УУ и определяет не только собственно архитектуру процессора, но и его производительность и функциональность.

После краткого и самого общего рассмотрения процессора мы можем приступить к более детальному знакомству с архитектурой и принципами функционирования современных процессоров и процессорных систем.