Cтраница 3
Она придерживается наиболее важных отличительных особенностей RISC: фиксированной длины команд, архитектуры регистр-регистр, простых способов адресации, простых ( не требующих интерпретации) команд, большого регистрового файла и трехоперандного ( неразрушительного) формата команд. [31]
На рис. 12.11 приведена организация типичного МП, широко применяемого в ЦИП. Арифметическо-логические устройства ( АЛУ) служат для выполнения, как правило, простых операций: сложения, вычитания, различных пересылок типа регистр-регистр, регистр-память, регистр-внешнее устройство, разнообразных сдвигов и операций булевой алгебры над исходными операндами. [32]
Общий алгоритм для бинарных операций может потребовать, чтобы первый операнд находился в регистре, а второй - в памяти ( как это имеет место, например, в машине с одним регистром-накопителем из гл. Однако система 1ВМ / 360 обеспечивает множество регистров-накопителей, и, если оба операнда уже находятся в накопителях, было бы неразумно не использовать команду регистр-регистр Так что наилучшим алгоритмом было бы помещение обоих операндов в регистры, а затем выдача операции. Но RX-команда более эффективна, чем загрузка с последующей RR командой, так что процедура AR1THEMIT, прежде чем выбрать соответствующую последовательность кода, проверяет адреса своих операндов. Некоторые операции ( сложить, и, или) являются коммутативными, и для них не имеет значения, какой операнд находится в памяти, а какой - в регистре. [33]
Во-первых, оценка производительности МК по времени выполнения команд различных систем ( RISC и CISC) не совсем корректна. Обычно производительность МП и МК принято оценивать числом операций пересылки регистр-регистр, которые могут быть выполнены в течение одной секунды. В МКс CISC-процессором время выполнения операции регистр-регистр составляет от 1 до 3 циклов, что, казалось бы, уступает производительности МК с RISC-процессором. Однако стремление к сокращению формата команд при сохранении ортогональности системы команд RISC-процессора приводит к вынужденному ограничению числа доступных в одной команде регистров. Так, например, системой команд МК PIC16 предусмотрена возможность пересылки результата операции только в один из двух регистров - регистр-источник операнда Гили рабочий регистр W. Таким образом, операция пересылки содержимого одного из доступных регистров в другой ( не источник операнда и не рабочий) потребует использования двух команд. Такая необходимость часто возникает при пересылке содержимого одного из регистров общего назначения ( РОН) в один из портов МК. В то же время, в системе команд большинства CISC-процессоров присутствуют команды пересылки содержимого РОН в один из портов ввода / вывода. То есть более сложная система команд иногда позволяет реализовать более эффективный способ выполнения операции. [34]
Самой быстрой памятью является регистровая память. Обычно она выполняется в форме или регист ров общего назначения ( РОН), или специализированных регистров. В системе команд ЭВМ делаются двухадресные команды с адресами регистр-регистр или регистр - ОЗУ. В РОН могут заноситься промежуточные значения и цепочки команд и данных, которые вскоре могут потребоваться в ходе выполнения программы. РОН могут использоваться и для индексации. [35]
ЭВМ, полностью сконструированная на БИС, называется микроЭВМ и характеризуется весьма малыми размерами. Часто микроЭВМ размещается на одной печатной плате. Эта ЭВМ на одной плате содержит процессор с быстродействием 800 тыс. коротких команд в секунду ( короткими обычно называют команды формата регистр-регистр), основную память емкостью 64 Кбайт и устройства сопряжения с дисплеем, накопителем на гибком магнитном диске и устройством печати. В настоящее время выпускают также однокристальные ЭВМ, в которых процессор, память и устройства ввода-вывода размещены на единственной интегральной микросхеме. Примером являются отечественные однокристальные микроЭВМ серии КМ1816, предназначенные для использования в качестве встроенных элементов технологического оборудования и сложных бытовых приборов. [36]
Основу моделей ДВК составляет системный модуль, выполненный в виде стандартизованной платы. Центральной частью системного модуля является микропроцессор. Эти микропроцессоры различаются главным образом быстродействием, которое для К1801ВМ1 составляет около 400 тыс. оп / с, а для К1801ВМ2 примерно в два раза выше, причем быстродействие здесь выражено числом коротких операций типа регистр-регистр. Кроме того, в МПК1801ВМ2 предусмотрены несколько дополнительных команд для выполнения арифметических и других операций. [37]
Передача данных между АЛУ данных и памятью X осуществляется по шине CGDB, если доступ к памяти один. Все остальные передачи данных в ядре происходят по CGDB. Все передачи данных периферии происходят по PGDB. Слова инструкций выбираются по PDB. Структура шин поддерживает пересылки регистр-регистр, регистр-память, память-регистр и позволяет передавать до трех 16-битных слов в одном цикле инструкции. [38]