🗊Презентация Форматы команд и способы адресации ЭВМ

Раздел 1. Введение в архитектуру ЭВМ. Форматы команд и способы адресации ЭВМ .

Способы адресации ЭВМ Понятия: Исполнительный адрес операнда – двоичный код номера ячейки памяти, служащей источником или приемником операнда. Этот код подается на адресные входы ОП, и по нему происходит фактическое обращение к указанной ячейке. Адресный код команды – двоичный код в адресном поле команды, из которого необходимо сформировать исполнительный адрес операнда. Способ адресации – это метод формирования исполнительного адреса по адресному коду команды. Отсутствие адресной арифметики в КОП – неявная адресация. Единицы информации: Байт – минимально адресуемая часть памяти – 8 бит. Слово – совокупность нескольких смежных байтов, общее число битов в которых равно разрядности ЭВМ. Поле – непрерывная по возрастающим значениям адресов последовательность байтов в ОП. За адрес поля принимается адрес крайнего левого байта поля. Использование поля той или иной длины определяется типом команды, адресующейся к этому полю. Параграф – совокупность 16 смежных байтов ОП. Адрес параграфа должен быть кратен 16. Только для x86-ой архитектуры. Страница – некоторая совокупность байтов. Величина ее зависит от класса ЭВМ. Сегмент – это область ОП, начинающаяся с границы параграфа и имеющая размер до 64Кбайт. Для архитектуры x86

Способы адресации: Непосредственная – операнд располагается непосредственно в адресном поле команды; используется при выполнении арифметических операций, операций сравнения и для загрузки команд в регистры; Прямая – в адресном поле команды указывается адрес операнда в памяти (либо номер регистра, содержащего операнд). Косвенная – код команды указывает адрес ячейки памяти, в которой находится не сам операнд, а его адрес, называемый указателем; для выборки операнда необходимо двукратное обращение к памяти: 1. извлечь адрес операнда; 2. извлечь сам операнд; Индексная – к формируемому исполнительному адресу прибавляется значение специального регистра – индекса.

Способы формирования адресов ячеек памяти можно разделить на: абсолютные – двоичный код адреса ячейки памяти может быть целиком извлечен либо из адресного поля команды, либо из какой-нибудь другой ячейки в случае косвенной адресации; относительные – двоичный код адресной ячейки памяти образуется из нескольких составляющих: Б – код базы, И – код индекса, С – код смещения.. При относительной адресации применяется способ вычисления адреса путем суммирования кодов, составляющих адрес. А = Б + И + С А = Б + С А = И + С

Прямая адресация.

Косвенная адресация.

Индексная адресация.

Стековая адресация

Представление данных и машинные операции. Операнды – это данные, которыми оперируют машинные команды. К наиболее общим (базовым) типам операндов можно отнести: адреса, числа, символы, логические данные. ВМ обеспечивает обработку и более сложных информационных единиц: графических изображений, аудио-, видео-, анимационной информации. Среди цифровых данных можно выделить две группы: целые типы, используемые для представления целых чисел, внутри могут быть представлены несколькими форматами; вещественные типы для представления рациональных чисел, для представления чисел используется форма с плавающей запятой (ПЗ).

Беззнаковые и знакопеременные целые числа. X - число q – основание системы счисления или база Х = ±an-1…a1a0a-1a-2…a-r

Целочисленные форматы с фиксированной запятой, принятые в микропроцессорах фирмы Intel: Целочисленные форматы с фиксированной запятой, принятые в микропроцессорах фирмы Intel: Байт (целое со знаком) – 8 бит, бит с номером 7 – знак; Слово (целое со знаком) – 16 бит, бит с номером 15 – знак; Двойное слово (целое со знаком) – 32 бита, бит с номером 31 – знак; Байт (целое без знака) – 8 бит; Слово (целое без знака) – 16 бит; Двойное слово (целое без знака) – 32 бита; Ближний указатель – 32 бита, хранит смещение или линейный адрес; Длинный указатель или логический адрес – 48 бит, биты с номерами 47-32 хранят селектор сегмента, а биты с номерами 31-0 – смещение.

Упакованные целые числа Формат предполагает упаковку в пределах достаточно длинного слова (обычно 64-разрядного) нескольких небольших целых чисел, а соответствующие команды обрабатывают все эти числа параллельно. В микропроцессорах фирмы Intel, начиная с Pentium MMX присутствуют специальные команды для обработки мультимедийной информации (ММХ-команды), оперирующие целыми числами, упакованными в квадрослова (64-разрядные слова). Предусмотрены три формата: упакованные байты (восемь 8-разрядных чисел); упакованные слова (четыре 16-разрядных числа); упакованные двойные слова (два 32-разрядных числа). Байты в формате упакованных байтов нумеруются от 0 до 7, причем байт 0 располагается в младших разрядах квадрослова. Аналогичная система нумерации и размещения упакованных чисел применяется для упакованных слов (номера 0-3) и упакованных двойных слов (номера 0-1). Идентичные форматы упакованных данных применяются также в другой технологии обработки мультимедийной информации, предложенной фирмой AMD и реализованной в микропроцессорах данной фирмы.