Классификация команд процессора

Команды процессора можно классифицировать по ряду признаков (см. табл. на стр.28). Рассмотрим кратко команды по порядку классификационных признаков.

По функциональному назначению

Команды, по которым осуществляется выполнение арифметических операций (сложение, вычитание, умножение, деление), объединяются в две группы: первая группа обрабатывает числа с фиксированной точкой, вторая – числа с плавающей точкой. В зависимости от назначения процессора в состав его системы команд могут входить либо обе группы, либо только первая или вторая. Кроме того, ряд процессоров имеют в списке команд команды десятичной арифметики.

Команды логических операций обрабатывают все слово без разделения его на числовую и знаковую части.

Команды обмена предназначены для обмена данными между оперативной памятью и выделенными регистрами процессора; между оперативной памятью и внутренней быстрой памятью процессора, чаще всего РОН.

Команды управления выполняют функции изменения порядка выполнения команд программы.

Классификационная таблица команд

Команды ввода/вывода предназначены для обращения к периферийным устройствам.

Привилегированные команды процессора связаны с работой ОС.

По адресности команды

По количеству адресов в адресном поле команды подразделяются на нуль-адресные, одноадресные, двухадресные, трехадресные и многоадресные. Последние используются довольно редко; поэтому на них акцентировать внимание не будем.

Нуль адресные команды содержат только код операции, а адрес операнда задается неявно самим алгоритмом выполнения команд.

В одноадресных указывается адрес только одного операнда, адрес второго операнда задается неявно.

Двухадресные команды интерпретируются двояко:

- первый и второй адреса указывают местоположение операндов в памяти, результат остается на выделенном регистре процессора (обычно – на аккумуляторе);

- первый и второй адреса – адреса операндов, а для записи результата используется один из адресов.

В трехадресных командах первый и второй адреса указывают местоположение операндов в памяти, а третий адрес является адресом результата.

По длине команды

В процессорах с постоянной длиной команд все команды имеют одинаковую разрядность. Это характерно для ЭВМ, обрабатывающих данные с фиксированной точкой, и для ЭВМ с RISC процессорами. В мощных системах, в которых ведется обработка данных переменной длины и различной символьной информации, команды могут иметь различную разрядность в зависимости от назначения.

По длине поля кода операций (КОП)

Если система команд процессора имеет постоянную длину КОП, это предполагает, что все команды процессора имеют одинаковую разрядность поля кода операций. Во втором случае, при переменной длине КОП, с целью увеличения количества команд расширяют поле КОП за счет одного из адресов.

По способам адресации

Прямой - предполагает, что в адресном поле записываются номера ячеек оперативной памяти.

Регистровый – предназначен для работы с регистровой памятью процессора. Этот способ по своим функциям является также прямым.

При косвенных способах адресации в адресном поле команды записывается не адрес операнда, а адресный код (указатель адреса), по которому определяется прямой адрес операнда. Косвенные способы адресации позволяют сократить разрядность адреса, а, следовательно, и разрядность всей команды.

Укороченный способ адресации самостоятельного значения не имеет, но используется для уменьшения разрядности адресных полей команды и применяется совместно с одним из косвенных способах адресации.

Относительные способы адресации или адресация со смещением.

Эти способы адресации предполагают, что адрес обращения к памяти вычисляется на основе указателей, записанных в адресном поле. Обеспечивают перемещаемость программ по адресному пространству ОЗУ в мультипрограммных режимах.

При неявной адресации в поле команды отсутствует адрес, указывающий местоположение операнда. Он задается самим алгоритмом выполнения команды.

Стековый – относится к безадресным и связан с механизмом LIFO (Last Input First Output-“Последний вошел первый вышел”).

Страничный – заключается в том, что адресное пространство памяти разбивается на одинаковые блоки (страницы); в адресном поле команды записывается только смещение, т.е. адрес ячейки памяти внутри страницы. Данный способ также позволяет уменьшить разрядность адресных полей команды.

Непосредственная адресация – когда в адресном поле команды записан сам операнд. В этом случае он может быть передан в регистр-приемник процессора непосредственно из регистра команд; экономится время, затрачиваемое процессором на обращение за операндом в ОЗУ.

Автоинкрементная и автодекрементная адресации самостоятельного значения не имеют и применяются совместно с регистровым способом адресации для автоматического увеличения или уменьшения содержимого регистра РОН.