35 Общее понятие о командном управлении. Терминология. Пример структуры цвм с командным управлением.
Командное управление.
Командное управление является более высоким уровнем по отношению к микрокомандному. Управление реализуется по хранимой в памяти машины программе (машины фон Неймана; машины, управляемые контроллерами).
Под командой понимается управляющее слово, определяющее функционирование ЦВМ в ходе выполнения машинной операции. К машинным операциям относятся: арифметические, логические операции, операции обмена с памятью, обмена с внешними устройствами (операции ввода/вывода), управления процессором, передачи управления в ходе исполнения программы (условные, безусловные переходы). Перечисленные операции определяют соответствующие функциональные группы команд. Команда может быть представлена в виде машинного кода, который непосредственно принимается к управлению, либо в виде символьного кода, требующего дополнительных преобразований для получения машинного кода. Последовательность команд, функционально связанная и описывающая выполнение алгоритма решения задачи, называется программой. Система команд подразумевает кроме описания функциональных групп команд: кодировку команд, описание форматов команд, систему представления данных, форматы данных, описание способов адресации к данным и к командам в командном цикле, примеры применения команд.
Форматы команд. Адресность команд.
Традиционно, начиная с систем 1, 2 поколения, используются форматы с фиксированным форматом.
Б
КОп
езадресные команды.
Содержат в формате только код операции. Вся остальная информация содержится в соответствующей микропрограмме, вызываемой по этому коду (на аппаратном уровне): адреса источников операндов и приемников результатов; адресация к следующей команде, иная информация, зависящая от типа команды. Данный тип команд используется в основном в специализированных машинах, требующих минимального объема для хранения программы и максимального быстродействия по выборке команд.
О
дноадресные
команды.
Содержат в формате кроме кода операции одно адресное поле А1, которое может быть либо полем, определяющим значение одного из операндов, либо по этому полю может быть операнд и результат. Возможно размещение адреса передачи управления. Недостающая информация содержится на аппаратном уровне (в МП). Используются в основном в управляющих машинах, подобно безадресным неудобны для программирования, но имеют малый размер формата, требует малого слова по разрядности.
Двухадресные команды.
Содержат код операции и два адресных поля А1, А2, которые для двуместных операций могут задавать адреса двух операндов, либо одного из операндов и результата, либо двух операндов с размещением результата по одному из адресов. Для операций большей мерности недостаток операндов реализуется на аппаратном уровне. Для двуместных операций позволяется организовать чисто формальное описание.
Трехадресные команды.
Содержат полную информацию об источниках операндов и приемнике результатов, что позволяет наиболее быстро исполнить команду, но затратить больше времени на выборку команды из памяти и требуют затрат памяти на хранение программы. Наиболее наглядны при программировании.
В специализированных быстродействующих машинах могут наблюдаться четырехадресные команды, где А4 – адрес передачи управления (адрес следующей команды в принудительной адресации). Предыдущие команды использовали естественную адресацию, когда очередная команда размещалась по соседнему адресу.
Начиная с систем 3-го поколения вводятся системы команд с переменным форматом, в котором могут использоваться команды с различной адресностью и различной длинной формата. В отличие от систем, ориентированных на фиксированные форматы, в которых разрядность программы памяти определялась длинной формата команды и не всегда совпадала с разрядностью данных. Начиная с систем 3-го поколения, используется байтовая организация памяти (байт – кратный кусок формата). 1 байт = 8 бит и формат команды должен быть кратен байту, что позволяет размещать в памяти программы произвольной длинны и данные различных команд. Недостаток данного подхода – снижение быстродействия по выборке длинных команд и длинных форматов данных.
Предыдущие команды использовали естественную адресацию, когда очередная команда размещалась по соседнему адресу.