Cтраница 4
Для судьбы фоннеймановской модели важно прежде всего тог что большинство языков высокого уровня не нуждается в ней. Не предполагается, что программы на языке высокого уровня способны модифицировать себя. Семантический разрыв между наборами команд и языками программирования во многом объясняется ориентацией архитектуры машин на модель фон Неймана и отказом от этой концепции в языках программирования. В следующих разделах рассматриваются методы ликвидации этого разрыва. [46]
Третий 71ш фирмаы команд, обозначаемый через SS ( Store - Store), также очень близок к классической двухадресной системе команд Здесь, в отличие от команд форматов RR и RX, предполагается, что оба операнда находятся в основной памяти. Команды этого типа предназначены для работы с операндами нестандартной длины. Длины операндов, выраженные в числе байтов, указываются явно в самой команде, для чего в команде предусмотрено специальное поле длиной в байт - поле длины. Наличие этого поля, а также некоторые общие ограничения на длины команд в ЕС ЭВМ, накладываемые архитектурой машины, приводят к тому, что адреса в командах типа SS модифицируются только по одному регистру, в основном для целей базирования. Для индексирования адресов - в случае необходимости - приходится прибегать к некоторым искусственным приемам. [47]
В прошлом конструкторы ЭВМ разрабатывали процессоры, как будто бы слабо или совсем не представляя себе, что такое программа, какие языки будут использоваться или как будут конструироваться компиляторы. Короче говоря, большинство вычислительных систем разработано восходящим методом. Это привело к тому, что Гальярди называет семантическим разрывом [ 21; данные и операции, обеспечиваемые машиной, редко бывают тесно связаны с данными и операциями языков программирования. Архитекторы ЭВМ начинают теперь понимать, что разрыв между языками высокого уровня и наборами машинных команд должен быть ликвидирован; архитектура машины должна ориентироваться иа языки программирования. Это положительно сказывается не только на эффективности, но и на надежности программного обеспечения, как будет показано ниже. [48]
Второй шаг - проектирование архитектуры машины совместно с компиляторами и интерпретаторами, с учетом неизбежных компромиссных решений в распределении функций между аппаратурой и программным обеспечением. При этом действительно важным вопросом является не богатство набора команд машины или скорость выполнения какой-то отдельной команды, а связь архитектуры машины с языками и компиляторами. [49]
Самую большую опасность для успешных исследований по информатике сегодня может представлять ее чрезмерная практическая значимость. Признаки всемирного увлечения компьютерами - всюду: от статей по финансовым вопросам и даже передовиц газет до трудностей, которые испытывают наиболее престижные университеты в поиске и удержании дарований в области информатики. Лучшие профессора вместо обучения первоклассных студентов вступают во вновь образуемые компании и часто обнаруживают, что наиболее одаренные студенты, которых они обучали, уже опередили их. Информатика - в центре внимания, особенно те ее аспекты, которые, как, например, системы, языки и архитектура машин, могут иметь непосредственное коммерческое применение. Это внимание льстит, но оно может идти в ущерб качеству исследовательской работы. [50]
В каждом из трех примеров есть 4 метки: FORMULA, I, J и N. Отметим, что в языках ассемблера для SPARC после каждой метки нужно ставить двоеточие, а для Motorola - нет. В компьютерах Intel двоеточия ставятся только после меток команд, но не после меток данных. Данное различие вовсе не является фундаментальным. Разработчики разных ассемблеров имеют разные вкусы. Архитектура машины никак не определяет тот или иной выбор. Это упрощает работу компилятора: без двоеточия нельзя было бы отличить метку на отдельной строке от кода операции на отдельной строке. [51]
Информационные цепи образованы соединительными проводниками и элементами памяти; через эти цепи распространяются электрические импульсы, изображающие информацию. Обычно информационные цепи сильно разветвлены и содержат схемы, осуществляющие логические и арифметические преобразования информации. Управляющие цепи предназначены для реализации команд машины и определяют направления прохождения данных в лабиринте информационных цепей. С точки зрения программиста, конструкция ЭВМ определяется как информационными, так и управляющими цепями. В современных ЭВМ оба типа цепей являются элементами, так что архитектура машины складывается при сборке этих элементов. [52]
В поле кода операции содержится либо символическая аббревиатура этого кода ( если высказывание является символической репрезентацией машинной команды), либо команда для самого ассемблера. Выбор имени - дело вкуса, и поэтому разные разработчики языков ассемблера называют их по-разному. Очевидно, что выбор названий в данном случае никак не связан с архитектурой машины. [53]