5.5.1. Команды формата “регистр-регистр”(rr)
Этим форматом рис.(5.18) представляются команды, инициирующие операции над содержимым РОН или регистров с плавающей запятой.
В данной структуре в полях R1 иR2 указываются номера регистров, в которых содержатся первый и второй операнды. При исполнении команды номера РОН из РК передаются на адресные входы РЗУ, и считанные операнды передаются на входы АЛУ. Здесь выполняется их преобразование, а результат обработки помещается на место одного из исходных значений. По результату выполненных действий АЛУ формирует ряд признаков, которые помещаются в регистр флагов или регистр состояния (RG F). После этого содержимое регистра может быть использовано для ветвления вычислительного процесса. В общем случае, выполнение преобразований над числами в формате с ФЗ не требует разветвленных аппаратных средств компьютера в части архитектуры процессора.
Однако действия над числами с ПЗ предполагают определенное усложнение аппаратуры и схемотехнических решений. Это обусловлено тем, что процессу преобразования мантисс чисел должна предшествовать процедура выравнивания порядков. Данный этап необходим для правильной обработки целой и дробной частей операнда и формирования верного результата. После обработки порядков выполняется модификация мантисс, а вновь сформированное значение нормализуется и помещается на место одного из операндов. Аппаратура необходимая для отработки команд формата RRпоказана на рис. 5.19.
В зависимости от структуры процессора и его составляющих этапы выравнивания порядков и нормализации могут быть выполнены как с использованием АЛУ, так и непосредственно в РПЗ.
5.5.2.Команды формата “региcтр-индексируемая ячейка памяти” (rx)
Команды этого формата ориентированы на обработку больших массивов информации. В данном случае один из операндов находится в РОН, а второй адресуется в ОП с использованием базово-индексной адресации. Структура команды данного формата имеет вид, представленный на рис. 5.20.
В
полеR1приведенной структуры
указывается адрес первого операнда.
ПоляX2,B2,D2
указывают на второй операнд,
расположенный в памяти. При этом адрес
исполнительный вычисляется по формуле:
.
Команды формата RXпредполагают обработку операндов всевозможных форматов, то есть любой стандартной длины с фиксированной или плавающей запятой. Размерность операнда при этом задаётся неявно с использованием поля кода операции.
В процессе исполнения команды на адресные входы РЗУ передаются адреса базы и индекса. Считанные значения (характеристики адреса) коммутируются на входы адреса ОП, после чего второй операнд пересылается в один из регистров процессора.
5.5.3. Трёхадресные команды формата
“регистр-память” (RS)
Команда данного формата имеет вид показанный на рис. 5.21.
В приведенной структуре поля R1иR3 содержат номера регистров общего назначения РЗУ процессора. Для данного формата эти поля определяют первый и последний регистры в группе регистров с последовательными номерами, которые используются при обмене с ОЗУ. При этом в ходе обмена блок данных из процессора пересылается в оперативную память по адресу из <B2> иD2или же осуществляется передача информации в обратном направлении, то есть из ОП данные пересылаются в регистры процессора с номерамиR1 ÷R3.
В общем случае команды рассматриваемого формата могут использоваться и как двухадресные. При этом поле R3 не используется и может содержать произвольную информацию. Структура аппаратных средств для реализации команд форматаRSимеет вид, приведенный на рис. 5.21.
При отработке команды в данной структуре в режиме, например, приёма информации из ОП в РЗУ, вначале на сумматоре адреса Sm Aвычисляется исполнительный адрес по формуле:
Одновременно начальный адрес данных из поля R1 передаётся в регистр Ст 2, а содержимоеR3и счётчика сравнивается в блоке СС; результат сравнения передаётся на схему УА.
ОЗУ включается в режим чтения и первый операнд по шине данных передаётся на вход РЗУ.
На следующем шаге
выполняется модификация адресов, то
есть содержимое Ст2 увеличивается
на единицу, а адрес очередного операнда
определяется по формуле:
С учётом новых адресов процедура пересылки данных повторяется. Если в некоторый момент времени в регистре Ст2 появилось значение большее, чем содержимое поляR3, то на выходе схемы сравнения СС формируется соответствующий признак, который информирует УА о завершении процесса обмена. Компьютер (с помощью УА) анализирует признак схемы СС и переходит к выполнению очередной команды программы.
При выполнении обратных действий (пересылка данных из РЗУ в ОП) вначале также формируется Аисп ОП и помещается вRG A. После этого адрес операнда из регистра Ст2 передаётся на адресные линии РЗУ, а считанный операнд передается на шину данных компьютера. ОП включается в режим записи, в результате пересылаемое значение запоминается в ячейке ОЗУ по адресу изRG A. Пересылка содержимого остальных регистров выполняется аналогично с учётом новых адресов ОП.