Система команд. 1) Сложить числа, хранящиеся в ячейках 001000 и 001001; полученный результат поместить ячейку 001010

1) Сложить числа, хранящиеся в ячейках 001000 и 001001; полученный результат поместить ячейку 001010, после чего обратиться в ячейку 111001 для чтения следующей инструкции.

2) Напечатать число, находящееся в ячейки 001010, после чего обратиться к ячейке 111010 для чтения следующей инструкции.

3) Прекратить вычисления.

 

Вся программа состоит из трех инструкций, каждая инструкция должна быть записана в форме, понятной для машины, т.е. в виде команды. Для этого вид операции (“сложить”, ”напечатать” и др.) нужно представить в виде двоичного числа (кода операции). Если машина может допустим, выполнять около 50 различных операции, то для кодирования всех операции понадобится также шестиразрядное двоичное число. Пусть код 011010 означает “сложить”, а код 111111 означает “прекратить вычисления”. Запишем каждую инструкцию в виде четырехадресной команды в виде: КОП, А1, А2, А3, А4, где КОП – код операции, А1 – адрес первого операнда; А2 – адрес второго операнда; А3 – адрес результата; А4 – адрес местонахождения следующей команды. Тогда программа сложения двух чисел и печати результата записывается так:

 

Адрес	КОП	А1	А2	А3	А4

 

Слева Адреса – это номера ячеек, содержащих команды. Используемые адреса во второй и в третьей командах обозначили нулями, считая что такого адреса не существует.

Писать такие программы в двоичной системе очень сложна, утомительно. Чтобы сделать программы более компактной, стали использовать восьмеричные цифры, заменяя ими двоичные триады:

 

 

Четвертый адрес, используемый для указания места нахождения следующей команды, может быть опущен, если условиться, что команды помещаются в последовательных ячейках в том порядке, в каком они должны быть выполняться. Тогда получим более короткую трехадресную структуру команды в виде:

 

Адрес	КОП	А1	А2	А3			Адрес	КОП	А1	А2
									10

 

Если полученный результат всегда записывать по первому адресу (вместо первого операнда), то получим двухадресную структуру ЭВМ.

(Во второй строке А1 вместо 12 записали 10, т.к. результат выполнения предыдущей операции записался по первому адресу, т.е. 10).

Все операции выполняются в процессоре, а это означает, что результат операции также фиксируется в процессоре, а именно – в регистре Аккумуляторе.

Если иметь в виду, что одним из операндов является содержимое аккумулятора, то можно пользоваться и одноадресной командой, указывая в ней только адрес второго операнда и предполагая, что адресом первого операнда является сам РАк и в ней же остается результат операции. Но тогда в системе команд машины нужно предусмотреть команду. “Загрузить в Ак (например, код 14) содержимое ячейки А (например, ячейки 10) ” и “Разгрузит Ак” (например, код 15), т.е. “переписать содержимое Ак в ячейку А” (например, 20). Тогда рассматриваемая программа примет вид:

КОП А

70 14 10 – загрузить в Ак число из ячейки 10

71 32 11 – сложить содержимое Ак с содержимым ячейки 11

72 15 20 – переписать содержимое Ак в ячейку 20

73 55 20 – отпечатать содержимое ячейки 20

74 77 00 – конец

 

Чем короче адресность машины, тем проще конструкция ЭВМ, но тем длиннее (сложнее) программа, и наоборот. Большинство современных мини и микро-ЭВМ широко используют одноадресные программы.

Реальные микропроцессоры выполняют до 50-75 команд, а некоторые несколько сотен, поэтому количество бит, отводимых под код команды, колеблется от 4 до 16.

В старших байтах располагаются код операции, в младших – операнды. Количество операндов в команде может быть два и более или совсем ни одного, поэтому и длина команды является величиной переменной. По аналогии с адресами команд, команды могут быть одно-, двух-, трехбайтовые и т.д.

Код операции в международном обращении обозначается OPC (operation code).

Операнды делятся на исходные, указывающие данные, над которыми производится действие, и на операнды назначения, определяющие место размещения результата операции:

операнд – источник (ИСТ)

операнд – ­­получатель (ПЛЧ).

 

КОП ИСТ ПЛЧ (возможно, но редко, наоборот КОП ПЛЧ ИСТ).

 

 

Как обратиться к данным?

Различный набор операндов определяет тот факт, что команд больше, чем существует операций. Так, например, можно переместить данные из регистра в регистр, из памяти в регистр и наоборот, из одной ячейки памяти в другую.

Для этих действий применима одна операция: ПЕРЕСЛАТЬ ДАННЫЕ, но для приведенного примера команд получается четыре. Три обращения к данным в команде называют режимом адресации. Рассмотрим некоторые, являющиеся типичными для многих МП.