14. Системы команд. Классификация архитектур системы команд по месту хранения операндов: регистровая архитектура и архитектура с выделенным доступом к памяти.

Регистровая архитектура

В машинах данного типа процессор включает в себя массив регистров (регистро­вый файл), известных как регистры общего назначения (РОН).

В данной архитектуре операнды могут размещаться в основной памяти или регистрах. С учетом возможного раз­мещения операндов в рамках регистровых АСК выделяют три подвида команд обработки:

- регистр-регистр;

- регистр-память;

- память-память.

В варианте «регистр-регистр» операнды могут находиться только в регистрах. В них же записывается и результат. Подтип «регистр-память» предполагает, что один из операндов размещается в регистре, а второй в основной памяти. Результат обыч­но замещает один из операндов. В командах типа «память-память» оба операнда хранятся в основной памяти. Результат заносится в память. Каждому из вариан­тов свойственны свои достоинства и недостатки.

О бобщенная структура и информационные тракты вычислительной машины с регистровой архитектурой системы команд представлена на рис. 4.4.

Архитектура с выделенным доступом к памяти

В архитектуре с выделенным доступом к памяти обращение к основной памяти возможно только с помощью двух специальных команд: load и store. Операнды во всех командах обработки могут находиться только в регистрах процессора (чаще всего в регистрах общего назначения). Результат операции также заносится в регистр. В архитекту­ре отсутствуют команды обработки, допускающие прямое обращение к основной памяти.

О бобщенная структура вычислительной машины с выделенным доступом к памяти представлена на рис. 4.5

15. Типы и форматы операндов. Числа в форме с фиксированной запятой. Десятичные числа.

Машинные команды оперируют данными, которые в этом случае принято назы­вать операндами. К наиболее общим (базовым) типам операндов можно отнести:

- адреса;

- числа;

- символы;

- логические данные.

Помимо них ЭВМ обеспечивает обработку и более сложных информационных единиц:

- графических изображений;

- аудио-, видео- информации;

- анимационной информации.

Для каждого типа данных в ВМ предусмотрены опреде­ленные форматы.

Среди цифровых данных можно выделить две группы:

- целые типы, используемые для представления целых чисел.

- вещественные типы для представления рациональных чисел.

Числа в форме с фиксированной запятой

Представление числа форме с фиксированной запятой (Ф3) включает в себя знак числа и его модуль в q-ичном коде. Здесь q - основание системы счисления или база. Знак положительного числа кодируется двоичной цифрой 0, а знак отрицательного числа - цифрой 1.

Числам с ФЗ соответствует запись вида Х= ±a_n-1…a₁a₀a_-1a_-2…a_-r. Разряд кода числа, в котором размещается знак, называется знаковым разрядом кода. Разряды, где располагаются значащие цифры числа, называются цифровыми разрядами кода. Знаковый разряд размещается левее старшего цифрового разряда. Положение запятой одинаково для всех чисел и в процессе решения задач не меняется. В общем случае разрядная сетка ВМ для размещения чисел в форме с ФЗ имеет вид, представленный на рис. 4.6.

Е сли число является смешанным (содержит целую и дробную части), оно обрабатываются как целое, хотя и не является таковым (в этом случае применяют термин масштабируемое целое). Обработка смешанных чисел в ВМ встречается крайне редко. Как правило, используются ВМ с дробной (n=0) либо целочисленной (r=0) арифметикой.