12. Функциональная и структурная организация эвм.

Существует два взгляда на построение и функционирование ЭВМ:

1. взгляд пользователя, не интересующегося технической реализацией ЭВМ, а озабоченным только некоторым набором функций и услуг, обеспечивающие эффективное решение задач;

2. взгляд разработчика ЭВМ, усилия которого направлены на рациональную реализацию необходимых функций пользователю.

Функциональная организация – абстрактная модель описания функциональных возможностей ЭВМ и предоставляемых ею услуги. Она определяется предъявляемыми к ЭВМ требованиями, типом решаемых задач, потребностями в ресурсах ЭВМ (емкость ЗУ, разрядность, состав ЭВМ).

Структурная организация – физическая модель, устанавливающая состав, порядок, принципы взаимодействия функциональных основных частей ЭВМ без изменения технической детализации. По степени детализации структурные схемы ЭВМ могут составляться на уровне устройств, блоков, узлов, элементов.

Важные характеристики ЭВМ, определяющие её функциональную и структурную организацию, являются системы и форматы команд, способы адресации, т.е. внутренний язык ЭВМ.

13. Формат и структура команд.

ЭВМ работает под управлением программы, реализуемой в виде последовательности машинных команд алгоритма решения задачи. Под командой понимают совокупность информации (в виде двоичных кодов), занимающие определенные места в команде (поля) и необходимые П для выполнения требуемых действий. Это сведения о типе операций и адресной информации об операндах, месте хранения результата. Команда – код, определяющий операцию и данные в ней участвующие. Формат команды – оговоренная структура полей, её кода. В общем случае она состоит из операционной и адресной части. В первой из этих частей содержится код операции, вторая – задает вид операции.

Код операции А1 А2 А3 А4

А1 – адрес первого операнда, А2 – адрес второго операнда, А3 – адрес хранения результата, А4 – адрес следующей команды.

В Фон-Неймановских ЭВМ необходимость в А4 отпадает, т.к. команды располагаются в памяти в порядке их выполнения и адрес очередной команды м.б. получен путем простого увеличения текущего адреса в счетчике команд.

Структура команды определяется составом, назначением и расположением полей в команде. По числу адресов команды делят на трех-, двух-, одно- и безадресные. Число двоичных разрядов, отводимых под код операции, должно быть таким, чтобы можно было представить все выполняемые машиной операции. Число команд теоретически не ограничено, практически их число невелико: примерно около 200-250 команд.

. N – число команд, которое м.б. реализовано, n_оп – код операции.

Совокупность всех выполняемых Процессором команд, называется системой команд. Она должна быть полной, т.е. содержать все команды необходимые для реализации выполнения заданного алгоритма в машинных кодах.

Команды подразделяются на группы:

1. обработки данных;

2. перемещения/пересылки данных;

3. передачи управления;

4. дополнительные

5. прочие

Для упрощения аппаратуры и повышения быстродействия длина формата команды должна быть согласована с выбираемой, исходя из требований точности измерений, с длиной обрабатываемых машинных слов, составляющих обычно 16-32-64 бита. Формат команды должен быть короче и укладываться в машинное слово или полуслово.