Cтраница 2
Затем происходит формирование исполнительных адресов, пересылка операндов, выполнение операции и установление адреса следующей команды. Например, при выполнении команды сложения в трехадресной машине происходит считывание операндов из ОЗУ на регистры АУ, получение суммы на сумматоре и отсылка результата в память машины. Выполнение команды завершается переходом к очередной команде программы. [16]
При разработке ЭВМ, как правило, большое внимание уделяется увеличению их быстродействия. Так, в ряде ЭВМ реализуется совмещенное выполнение команд по нескольким уровням ( уровень выборки и модификации команды, уровень выборки чисел, уровень действия, уровень отсылки результатов), что обеспечивает возможность одновременно обрабатывать полностью или частично несколько разных команд. [17]
При этом можно отказаться от стандартного цикла выполнения операций, когда вызов следующей команды производится после отсылки результата в запоминающее устройство, и производить выборку команд перед отсылкой результатов в запоминающее устройство. То есть, например, при трехадресной системе команд цикл машин будет состоять из следующих операций: вызов первого числа, вызов второго числа, вызов следующей команды и отсылка результата в запоминающее устройство. Благодаря такому изменению цикла работы машины на выполнение арифметического действия, которое может начаться только после вызова обоих чисел, дополнительно добавляется время, идущее на вызов следующей команды. [18]
Результат операции слово за словом заносится и МОП. По окончании сложения двух операндов и анализа результата производится его запись в ООП. Если в начале операции операнды выравнивались, то перед отсылкой результата производится его необходимый сдвиг влево. Это делается для того, чтобы правильно поместить результат по адресу первого операнда. Знак к результирующему числу приформировывается сразу после сдвига последнего в АЛУ влево перед отсылкой слова, содержащего младший байт, в ООП. [19]
Некоторые возможности повышения скорости имеются также в случае использования принципа совмещения операций. Выполнение арифметических действий в значительной мере может быть совмещено по времени с обращением к памяти. При этом возможно также отказаться от стандартного цикла выполнения операций, когда вызов следующей команды производится после отсылки результата в запоминающее устройство. Так, например, в БЭСМ цикл машин состоит из следующих операций: вызов первого числа, вызов второго числа и последующее арифметическое действие с ними. Затем результат отсылается в запоминающее устройство и только тогда вызывается следующая команда. [20]
Для обозначения элементарных действий, являющихся составной частью операции, используется термин микрооперация. Для выполнения микроопераций обычно выделяется один управляющий сигнал. Например, операция сложения двух чисел может быть выполнена следующим набором микроопераций: формирование истинных адресов операндов; передача истинных адресов операндов в адресный регистр; обращение к памяти за операндами; сложение; отсылка результата сложения. Конкретный состав микроопераций и последовательность их выполнения определяются системой команд, логической структурой и особенностями данной ЭВМ. [21]
Для обозначения элементарных действий, являющихся составной частью операции, используется термин микрооперация. Для выполнения микроопераций обычно выделяется один управляющий сигнал. Например, операция сложения двух чисел может быть выполнена следующим набором микроопераций: формирование истинных адресов операндов; передача истинных адресов операндов в адресный регистр; обращение к памяти за операндами; поразрядное сложение; выработка и добавление единиц переноса; отсылка результата сложения. Конкретный состав микроопераций и последовательность их выполнения определяются системой команд, логической структурой и особенностями данной ЭВМ. [22]
Остаток деления должен иметь тот же знак, что и делимое. Поэтому, если последний остаток получается отрицательным, то к нему добавляется делитель. Остатку присваивается знак делимого, а частному - знак, определенный согласно алгебраическому правилу по знакам делимого и делителя. При отсылке результата в РОН остаток и частное представляются в кодах, соответствующих их знакам. [23]
Запись результата в основную оперативную память производится по окончании сложения всех байтов операндов и определения знака результата. Так как при сложении кодов с разными знаками 2 - й операнд преобразуется в дополнительный код, то в зависимости от величин слагаемых сумма может получиться как в прямом, так и в дополнительном коде. Признаком получения суммы в дополнительном коде является отсутствие переноса из ее старшего байта при разных знаках слагаемых. Перед отсылкой результата в ООП он из дополнительного кода должен быть преобразован в прямой. Это преобразование осуществляется вычитанием полученной суммы из нуля. [24]
В электронных вычислительных машинах Единой системы как цифровых машинах с программным управлением циклы выполнения арифметических и логических операций слагаются из следующих действий, Вначале из основной оперативной памяти в процессор выбирается очередная команда. Она расшифровывается, и в зависимости от ее формата формируются исполнительные адреса операндов. По этим адресам из регистровой ( местной, локальной) или основной оперативной памяти в арифметико-логическое устройство ( АЛУ) процессора вызываются операнды, где над ними производятся необходимые действия. Каждая арифметическая и логическая операция заканчивается отсылкой результата в регистровую память ( РОН или РПЗ) или в ячейку ООП по первому адресу команды. Процессы выборки команд, операндов и выполнения действий в АЛУ сопровождаются обязательной проверкой правильности кодов команд, адресов и данных. Организация такого контроля позволяет отличать ошибки программ от машинных сбоев. [25]
В двухадресных машинах выполнение команд может быть организовано несколькими способами. Например, результат операции может быть размещен в одной из ячеек, в которой хранился один из операндов исполняемой операции. Для хранения результата операции могут использоваться и регистры АУ. В этом случае два адреса, записанные в команде, интерпретируются как адреса операндов, а результат операции остается в АУ. Для отсылки результата в память машины требуется выполнить еще одну команду. Если результат предыдущей операции, хранящийся в АУ, используется в качестве операнда следующей операции, то отсылка результата в память машины не осуществляется, а один из адресов интерпретируется как адрес одного из операндов, и в качестве второго используется код, хранящийся в АУ. Могут быть использованы и другие модификации команд, причем несколько модификаций может применяться в ЦВМ одновременно. [26]
В двухадресных машинах выполнение команд может быть организовано несколькими способами. Например, результат операции может быть размещен в одной из ячеек, в которой хранился один из операндов исполняемой операции. Для хранения результата операции могут использоваться и регистры АУ. В этом случае два адреса, записанные в команде, интерпретируются как адреса операндов, а результат операции остается в АУ. Для отсылки результата в память машины требуется выполнить еще одну команду. Если результат предыдущей операции, хранящийся в АУ, используется в качестве операнда следующей операции, то отсылка результата в память машины не осуществляется, а один из адресов интерпретируется как адрес одного из операндов, и в качестве второго используется код, хранящийся в АУ. Могут быть использованы и другие модификации команд, причем несколько модификаций может применяться в ЦВМ одновременно. [27]
В процессоре ЕС-2030 нет такого параллельно работающего оборудования, а следовательно, и совмещения выполнения указанных действий. Выполнение очередной команды здесь слагается из последовательности следующих друг за другом этапов: выборки из ООП кода команды, формирования исполнительных адресов операндов и их выборки из МОП или ООП, выполнения операций и запоминания результата. При такой последовательности действий одно и то же оборудование процессора в разные интервалы времени используется для различных целей. Это в первую очередь относится и к узлам АЛУ, Вначале в его регистрах запоминаются части очередной выбранной команды, а затем с помощью сумматора формируются исполнительные адреса операндов. Адреса регистров местной оперативной памяти МОП выдаются либо из регистра Р5, либо - из Р8 АЛУ. Непосредственно перед выполнением операции в регистрах АЛУ определенным образом размещаются операнды. После отсылки результата в оперативную память регистры АЛУ очищаются, и оно оказывается готовым к выполнению действий по приему и исполнению следующей команды. [28]