Лекция 11. Архитектура системы команд

Лекция 11. Архитектура системы команд


План

1. Классификация архитектур системы команд.

2. Типы и форматы операндов.
3. Типы команд.
4. Форматы команд.


1. Классификация архитектур системы команд
Системой команд вычислительной машины (ВМ) называют полный перечень команд, ко­торые способна выполнять данная ВМ. Архитектура сис­темы команд (АСК) – это те средства вычислительной машины, ко­торые видны и доступны программи­сту.
Архитектур си­стемы команд показана на рис. 11.1.

Рис. 11. Архитектур си­стемы команд
Классификация по составу и слож­ности команд
С точки зрения преодоления семанти­ческого разрыва различают один из трех типов АСК:
- архитектура с полным набором ко­манд: CISC (Complex Instruction Set Computer);
- архитектура с сокращенным набором команд: RISC (Reduced Instruction Set Computer);
- архитектура с командными словами сверхбольшой длины:VLIW (Very Long Instruction Word).
В вычислительных машинах типа CISC проблема семантического разрыва ре­ша­ется за счет расширения системы команд, дополнения ее сложными командами, семанти­чески аналогичными операторам ЯВУ.
В вычислительных машинах типа RISC проблема семантического разрыва ре­ша­ется за счет сокращения системы команд.
Концепция VLIW базируется на RISC-архитектуре, где несколько простых RISC-команд объединяются в одну сверхдлинную команду и выполняются параллельно.
Классификация по месту хранения операндов
С точки зрения места хранения операндов различают следующие виды архитектур си­стемы команд:
- стековую;
- аккумуляторную;
- регистровую;
- с выделенным доступом к памяти.
Стековая архитектура
Стек образует множество логически взаимосвязанных ячеек, вза­имодействующих по принципу «последним вошел, первым вышел» (LIFO, Last In First Out).
Верхнюю ячейку называют вершиной стека. Для работы со стеком предусмот­рены две операции: push (проталкивание данных в стек) и рор (выталкивание дан­ных из стека). За­пись возможна только в верхнюю ячейку стека, при этом вся хра­нящаяся в стеке инфор­мация предварительно проталкивается на одну позицию вниз. Чтение допустимо также только из вершины стека. Извлеченная информа­ция удаляется из стека, а оставшееся его содержимое продвигается вверх. Информация может быть занесена в вершину стека из памяти или из АЛУ. Результат опе­рации из АЛУ заносится в вер­шину стека автоматически.