-
Центральный процессор современного компьютера – это устройство, исполняющее команды. Полный набор команд конкретного процессора называют машинным языком или системой команд (иногда систему команд называют также архитектурой, но это слово слишком перегружено различными значениями).
-
Команда центрального процессора состоит из кода операции и одного или нескольких операндов (объектов, над которыми совершается операция). В зависимости от числа операндов, команды делятся на безадресные (не имеющие операндов или имеющие неявно указанные), одноадресные (производящие операцию над одним объектом или одним явно и одним или несколькими неявно указанными), двух- и трехадресные.
-
Как говорилось в начале главы, команды условного перехода – это то, что отличает фон-неймановский процессор от непроцессора или, в крайнем случае, от не фон-неймановского процессора. Большинство современных процессоров имеет обширный набор команд условного перехода по различным арифметическим условиям и их комбинациям.
-
Процессор соединен с банками памяти шиной, по которой за один раз передается только одно целое число. Иногда разрядность этой шины тоже называют разрядностью процессора. Тогда 16-разрядный i8088 оказывается 8-разрядным, 32-разрядные MC68000 и 180386SX – 16-разрядными, а младшие модели современных 64-разрядных RISC-процессоров – 32-разрядными.
-
С точки зрения процессора, оперативная память представляет собой массив пронумерованных ячеек. Номер каждой ячейки памяти называется ее адресом. Разрядность адреса является одной из важнейших характеристик процессора и реализуемой им системы команд.
-
Операнды команд могут быть как регистрами, так и ячейками памяти. Некоторые архитектуры, например PDP-11 и VAX, допускают произвольное сочетание регистров и ячеек памяти в одной команде. В частности, допустимы команды пересылки из памяти в память и арифметические операции, оба (у двухадресной PDP-11) или все три (у трехадресного VAX) операнда которых расположены в памяти.
-
К этой группе относятся режимы, в которых доступ к операнду не содержит адресации как таковой. | Первым из таких режимов является операнд-регистр. Режим этот концептуально крайне прост и в дополнительных комментариях не нуждается. | Второй режим – операнд-константа.
-
При абсолютной адресации адресное поле команды непосредственно содержит номер целевой ячейки памяти. Таким способом производятся обращения к объектам с постоянными адресами: статическим и внешним переменным, точкам входа подпрограмм.
-
В этом режиме, как и в регистровом, адресное поле не используется. Значение регистра интерпретируется как адрес операнда. Данный режим используется для разыменования указателей или для обращения к памяти по предварительно вычисленному адресу.
-
Адрес операнда образуется путем сложения регистра и адресного поля команды. Этот режим наиболее богат возможностями и, в зависимости от стиля использования, имеет много других названий, например базовая адресация или индексная адресация.
-
В этом режиме адрес операнда образуется сложением двух или, реже, большего количества регистров и, возможно, еще и адресного смещения. Такой режим может использоваться для адресации массивов – один регистр содержит базовый адрес массива, второй – индекс, откуда и название.
-
Любой процессор предоставляет как минимум один способ такой адресации: адресация самих команд при их последовательной выборке осуществляется при помощи счетчика команд с постинкрементом. У процессоров с командами переменной длины величина постинкремента зависит от кода команды.
-
Банки памяти используются, когда адресное пространство процессора мало, а приложение требует. При этом стоимостные и электротехнические ограничения позволяют нам установить в систему гораздо больше памяти, чем процессор может адресовать.
-
Часто приходится сталкиваться с непониманием термина RISC, общепринятая расшифровка которого – Reduced Instruction Set Computer (компьютер с уменьшенной системой команд). Какой же, говорят, SPARC или PowerPC – RISC, если у него количество кодов команд не уступает или почти не уступает количеству команд в х8б?
-
Непосредственно на машинном языке в наше время не программирует практически никто. Первый уровень, позволяющий абстрагироваться от схемы кодирования команд, – это уже упоминавшийся язык ассемблера. В языке ассемблера каждой команде машинного языка соответствует мнемоническое обозначение.
-
При ассемблировании с использованием меток возникает специфическая проблема: команды могут ссылаться на метки, определенные как до, так и после них по тексту программы. Следовательно, операндом команды может оказаться метка, которая еще не определена.