РЕГИСТР IP (Instruction Pointer)
Содержимым регистра IP является так называемый продвинутый адрес команды. Это означает, что в момент выполнения какой-либо команды регистр IP указывает на адрес следующей команды.
В качестве адреса команды фигурирует адрес ее младшего байта (по адресации).
В связи с тем, что в базовой модели используется простейший двухступенчатый конвейер команд (I ступень – выборка команды; II ступень - остальные фазы (этапы) выполнения команды, к которым относятся: декодирование команды (определение типа), формирование адресов операндов, выборка операндов, выполнение операции в АЛУ, запись результата), фактическое содержимое регистра IP, который входит в блок предварительной выборки команд, указывает на очередной байт команды, выбираемый из памяти и помещаемый в специальный буфер, называемый очередью команд (IQ – Instruction Queue). Несмотря на этот факт, для выполняемой программы IP содержит адрес следующей команды. Фактически, на аппаратном уровне при необходимости использования IP (например, для его сохранения как адреса возврата) осуществляется соответствующая коррекция его содержимого с учетом числа байт, выбранных в IQ.
Конвейер команд служит одним из важнейших средств увеличения производительности компьютера. С его помощью реализуется параллелизм на уровне машинных команд. Это означает, что в любой момент времени в процессоре на стадии одновременного выполнения находится несколько последовательных машинных команд (по возрастанию адресов). Для аппаратной реализации конвейера команд отдельные фазы команды реализуются с помощью отдельных блоков конвейера. Блоки конвейера могут функционировать параллельно во времени независимо друг от друга. При использовании классического 6-ступенчатого конвейера команд (по числу фаз выполнения команды) и условии, что каждая фаза требует одинакового времени для реализации, полная загрузка конвейера команд в принципе обеспечивает 6-кратное увеличение производительности по сравнению с последовательным (бесконвейерным) процессором. В некотором смысле конвейер команд аналогичен производственному конвейеру.
|
|
|
5. Методы адресации. Основные типы, применение, примеры.
К основным режимам адресации принято относить следующие:
1. Прямая адресация;
2. Относительная адресация;
3. Косвенная адресация;
4. Непосредственная адресация;
5. Неявная адресация.
Прямая адресация и ее виды. Достоинства и недостатки прямой адресации
При использовании прямой адресации в адресной части команды задается сам адрес операнда. Различают 2 вида прямой адресации:
- прямая регистровая адресация;
|
|
|
- прямая адресация памяти.
 |
Последнюю иногда называют абсолютной адресацией.
Рис.3.1. Прямая адресация
При иллюстрации режимов адресации предполагается, что исполнительный адрес является в то же время и физическим.
Основным достоинством прямой адресации является отсутствие каких-либо операций, связанных с формированием адреса.
Основным недостатком прямой адресации памяти является большая разрядность поля mem, которая рассчитана на адресацию всего адресного пространства памяти. В свою очередь, это приводит к увеличению длины машинной команды.
Относительная адресация и ее частные случаи
При использовании относительной адресации в адресной части команды задается, во-первых, адрес регистра, содержимое которого является главной частью адреса и, во-вторых, смещение, являющееся добавкой к главной части адреса. Как правило, разрядность смещения меньше полной разрядности адреса, что позволяет уменьшить длину адресной части команды по сравнению с использованием прямой адресации.
Рис.3.2. Относительная адресация
В зависимости от вида функциональной специализации используемого регистра и соответствующей трактовки его содержимого различают следующие виды относительной адресации:
|
|
|
1. Базовая адресация (адресуемый в команде регистр трактуется как базовый);
2. Индексная адресация (регистр трактуется как индексный);
3. Адресация относительно текущего значения счетчика команд.
В последнем случае адрес регистра в команде не задается, т.к. счетчик команд адресуется неявно.
Последний вид относительной адресации, как правило, используется для адресации команд, хотя в некоторых ЭВМ он может использоваться и для адресации операндов, например, в ЭВМ с архитектурой DEC (Digital Eqipment Corporation).
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 537; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!