Состав и характеристика типовых операций машинной обработки данных

Состав и характеристика типовых операций машинной обработки данных.

Машинная операция - это действие инициируемое одной командой и реализуемое оборудованием ЭВМ. Разнообразие типов данных, форматов их представления и действий, необходим для их обработки и управления вычислениями в ЭВМ определяет набор операций.

Все машинные операции подразделяют на следующие классы:

· Арифметические и логические операции

· Посылочные

· Переходы

· Операции ввода-вывода

· Системные операции

Арифметические и логические операции служат для вычисления значений функции одной или нескольких переменных. К ним относятся: сложе­ние, вычитание, умножение, деление, V, сравнение, сдвиги, переводы в другую систему счисления. В зависимости от формата данных выделяют: операции с фиксированной занятой, операции с плавающей запятой и операции десятичной арифметики, В зависи­мости от форматов слов выделяются логические операции над словами фиксированной длины и полями переменной длины. Наиболее полный набор операций в ЭВМ общего назначения. В специализированных ЭВМ набор операций обычно ограничивается: +, - (с фиксированной запятой),ù,Ú,Ù,сдвиги, и более сложные операции реализуются подпрограммами.

Посылочные операции служат для передачи информации между процессором и ОП. Типовые операции: загрузить (передачи слова из ОП в процессор) и записать (передача слова из процессора в ОП). Для увеличения быстродействия ЭВМ вводят дополнительные операции: передача слова с обратным знаком, модуля, групповая передача.

Переходы - это операции, используемые для выполнения команд в порядке, отличном от естественного. Они обеспечивают передачу управления любой команде программы. Переход может быть безуслов­ным или по условию - признаку перехода. Типичные признаки перехода:0, < 0,>0. Для увеличения производительности ЭВМ иногда используют специальные операции: переход по счетчику, переход по индексу, переход с возвратом. Операции перехода по счетчику и по индексу служат для орга­низации циклов, а переход с возвратом - для работа с подпрограм­мами и стандартными программами. Операции переходе по счетчику обеспечивает вычитание I из переменной и проверку результата на "0". Если результат не равен 0, выполняется переход к команде с адресом, указанным в команде перехода по счетчику. При нулевом результате - выполняется следую­щая по порядку команда. За счет этого обеспечивается n- крат­кий переход к команде, с которой начинается цикл, и выход из цик­ла на продолжение программы. Переход по индексу выполняется аналогично: операция перехода изменяет специальную переменную - индекс - на значение, заданной переменной, и сравнивает значение индекса с предельным зна­чением. Если индекс меньше (больше) заданного, то выполняется переход по указанному адресу, в противном случае организуется выход из цикла путем перехода к команде, следующей за командой перехода по индексу.

Переход с возвратом выполняется так. Формируется адрес команды, следующей за командой перехода с возвратом - адрес воз­врата, который загружается в заданную ячейку памяти, после че­го выполняется переход к команде с адресом, заданным в команде перехода. Поскольку адрес возврата запомнен, то после выполнения некоторой совокупности команд - подпрограммы - имеется возможность возвратиться в основную программу и продолжить вычисления начиная от команды, следующей за командой возврата. Операции перехода относятся к часто используемым операциям. Поэтому они широко представлены во всех ЭВМ. В современных мини- и микро-ЭВМ для организации переходов с возвратом используется стековая память (стек). При этом по команде переход с возвратом в стек заносится адрес команды, следующей за командой перехода с возвратом – адрес возврата, после чего осуществляется переход к команде с адресом, заданным в команде перехода. Для возвращения на продолжение вычислений, например, после выполнения подпрограммы, достаточно считать адрес возврата из стека продолжить вычисления.

Операции ввода-вывода служат для передачи информации между ОП и ВУ (ВЗУ и УВВ). Операция ввода-вывода инициирует работу ВУ. Состав этих операций определяется способом подключения ВУ к ОП или процессору, т.е. структурой ЭВМ.

Системные операции - предназначены для управления режимами работы ЭВМ. Они инициируют и прекращают выполнение программы и

организуют мультипрограммную и многомашинную обработку информации.