Особенности состава команд Intel.

Почти во всех форматах команд первые биты отводятся для кода операции, но далее форматы команд разных ЭВМ сильно отличаются друг от друга. Остальные биты должны определять операнды или их адреса, и поэтому они используются для комбинации режимов, адресов регистров, адресов памяти, относительных адресов и непосредственных операндов. Обычно длина команды варьируется от 1 до 3 и даже 6 байт.

По форматам команд можно судить о возможностях ЭВМ.

Процессоры Intel основаны на CISC архитектуре (формально все х86-процессоры).

CISC (англ. Complex instruction set computing, или англ. complex instruction set computer — компьютер с комплексным набором команд) — концепция проектирования процессоров, которая характеризуется следующим набором свойств:

нефиксированное значение длины команды;

арифметические действия кодируются в одной команде;

небольшое число регистров, каждый из которых выполняет строго определённую функцию.

Наиболее распространённая архитектура современных настольных, серверных и мобильных процессоров построена по архитектуре Intel x86 (или х86-64 в случае 64-разрядных процессоров). Формально, все х86-процессоры являлись CISC-процессорами, однако новые процессоры, начиная с Intel Pentium Pro, являются CISC-процессорами с RISC-ядром (RISC (англ. restricted (reduced) instruction set computer — компьютер с сокращённым набором команд) — архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения — короче). Они непосредственно перед исполнением преобразуют CISC-инструкции процессоров x86 в более простой набор внутренних инструкций RISC.

В микропроцессор встраивается аппаратный транслятор, превращающий команды x86 в команды внутреннего RISC-процессора. При этом одна команда x86 может порождать несколько RISC-команд (в случае процессоров типа P6 — до четырёх RISC-команд в большинстве случаев). Исполнение команд происходит на суперскалярном конвейере одновременно по несколько штук.

Это потребовалось для увеличения скорости обработки CISC-команд, так как известно, что любой CISC-процессор уступает RISC-процессорам по количеству выполняемых операций в секунду. В итоге, такой подход и позволил поднять производительность CPU.

 

Микропроцессор Intel-8086 (К1810ВМ80) имеет двухадресную систему команд. Ее особенностью является отсутствие команд, использующих оба операнда из оперативной памяти. Исключение составляют лишь команды пересылки и сравнения цепочек байт или слов, которые в данном пособии рассматриваться не будут. Таким образом, в командах допустимы следующие сочетания операндов: RR, RS, RI, SI. Здесь R обозначает операнд, находящийся в одном из регистров регистровой памяти микропроцессора, S - операнд, находящийся в оперативной памяти, адрес которого формируется по одному из допустимых способов адресации, I - непосредственный операнд, закодированный в адресном поле самой команды. Формат команды во многом определяется способом адресации операнда, находящего в оперативной памяти, длиной используемого непосредственного операнда, а также наличием и длиной смещения, используемого при относительных режимах адресации.

 

24.Ввод-вывод: программный, по прерываниям и ПДП.

 

 

три режима обмена данными ВВ(ввода - вывода):

В·
программный ВВ (называемый также программно - управляемым или нефорсированным ВВ) - только программный режим;

В·
ВВ по прерываниям (форсированный ВВ) - комбинированный программно-аппаратный режим;

В·
прямой доступ к памяти - только аппаратный режим.

Принцип Фон Неймана:

ПК работает по программе, хранимой в памяти, в той, что и данные, в виде, не отличимом от данных с целью выяснения дальнейшего порядка выполнения операторов.

Информация:

-несет что-то новое

-передается в виде не отличимом от данных

-она должна быть понятна.

Программа состоит из операторов 2-х типов:

-преобразующих данные

-анализирующих данные

Программно-управляемый обмен характеризуется тем, что все действия по вводу или выводу предусмотрены непосредственно в теле программы. Процессор полностью руководит ходом обмена, включая ожидание готовности периферийного устройства и прочие временные задержки, связанные с процессами ввода/вывода.

Процессор выполняет все стадии обмена:

– опрос готовности устройства,
– собственно, передачу данных.

Производительность системы РІ целом падает РёР·-Р·Р° простоев (ожиданий) процессора.В

Суть обмена по прерываниям заключается в том, что УВВ сами требуют внимания процессора в том случае, когда оно необходимо. Например, клавиатура оповещает процессор, если была нажата или отпущена клавиша; все остальное время процессор выполняет программу, “не отвлекаясь” на клавиатуру.

Процессор выполняет только передачу данных.

Опрос готовности устройства заменен системой прерываний, которая передает сигнал о готовности и помогает определить его источник.

Производительность системы РІ целом возрастает РёР·-Р·Р° отсутствия простоев (ожиданий) процессора.В

В обоих описанных выше видах обмена руководство осуществлял ЦП. Чтобы улучшить эффективность использования вычислительной системы и увеличить скорость транспортировки крупных блоков данных от устройств в память и обратно, в современных компьютерах разработан так называемый прямой доступ к памяти (по-английски DMA — Direct Memory Access). Принципиальное отличие ПДП заключается в том, что в этом режиме процессор не производит обмен, а только подготавливает его, программируя контроллера ПДП.

 

Процессор не выполняет передачу данных. Этим управляет контроллер ПДП, получив управление шиной.

На управление шиной теперь претендуют два (или более) устройства. Над ними появляется Арбитр шины.

Производительность возрастает С‚.Рє. шина используется интенсивнее, обмен выполняется параллельно.В

В

В