Вопрос 13. Системы команд. Классификация процессоров в соответствии с системой команд

Команда (Instruction) – описание операции, которую необходимо выполнить.

Команды подразделяются на арифметические, логические, ввода-вывода, передачи данных. Каждая команда в компьютере выполняется за один или несколько тактов.

Макрокоманда – это несколько взаимосвязанных команд. Микрокоманда – это команда, выполняемая за один такт процессора.

Цикл процессора – период времени, за который осуществляется выполнение команд исходной команды в машинном виде. Состоит из нескольких тактов.

Выполнение короткой команды обычно занимает 5 тактов: 1 – выборка команды, 2 – расшифровка кода операции, 3 – выборка данных из памяти, 4 – выполнение операций, 5 – запись результатов в памяти.

Система команд – это совокупность команд, удовлетворяющих требованиям проблемно-ориентированным применениям

Базовые команды:

1. Арифметические.

2. Логические (битовые).

3. Присваивание данных (загрузить, переместить, выгрузить).

4. Ввод-вывод.

5. Управляющие команды (ветвления, циклы, подпрограммы, выход из подпрограмм).

Классификация процессорных архитектур по системе команд:

1. CISC (Complete Instruction Set Computer) – полный набор команд.

2. RISC (Restricted Instruction Set Computer) – упрощенный набор команд.

3. MISC (Minimal Instruction Set Computer) – минимальный набор команд.

4. VLIW (Very Long Instruction Word) – Набор очень длинных команд.

Вопрос 14. Реальный режим процессора типа «Intel 8086». Сегмент, граница параграфа, смещение

Процессоры серии Intel могут работать в нескольких режимах. В реальном с модели Intel 8086, в защищенном Intel 80286, в виртуальном – Intel 80386 и старше.

Первоначально IBM PC использовался процессор Intel 8086, который мог выполнять следующие функции: (16-разрядный режим работы был назван реальным режимом).

Использовал 16-разрядные команды, применял 16-разрядные внутренние регистры, мог адресовать 1 МБ памяти. Всё ПО, предназначенное для этого процессора, разрабатывалось на основе 16-разрядной системы команд и модели памяти объемом 1 МБ. (2^16 = 1 Мб)

Недостатки режима: одновременно может выполняться только одна программа. Нет никакой встроенной защиты для предотвращения перезаписи ячеек памяти одной программы или ОС другой программой.

Пример: MSDOS, Windows.

Чтобы решить проблему адресации памяти (20-разрядный адрес при 16-разрядных регистрах), память компьютера условно поделена на так называемые сегменты. Сегмент – это область памяти, которая начинается на границе параграфа, то есть с любого адреса, кратного 16 .

Таким образом, если мы знаем значение сегмента, то легко подсчитать физический адрес в памяти, умножив это значение на 16: если сегмент = 64h, то физический адрес = 64h • 10h = 640h.

Теперь нужно задать смещение – количество байт от начала заданного сегмента до требуемой ячейки. Абсолютный адрес в памяти вычисляется как сумма номера сегмента, умноженного на 16, и смещения. Сегменты и смещения записываются в командах ассемблера следующим образом:

сегмент: [смещение], где

1. Сегмент – это один из сегментных регистров (CS, DS, ES, FS, GS, SS), в который предварительно занесён номер сегмента.

2. Смещение – это непосредственное значение смещения или регистр общего назначения, в котором хранится значение смещения.