тема 7. Тема_3. Тема Адресация данных и команд. Цель

• Название: Тема Адресация данных и команд. Цель
• Анкор: тема 7
• Дата: 13.07.2021
• Размер: 21.99 Kb.
• Имя файла: Тема_3.docx
• Тип: Документы; #224212

Тема 3. Адресация данных и команд.

Цель:Архитектура компьютера является подготовка специалиста к деятельности, связанной с эксплуатацией и обслуживанием аппаратуры и оборудования, содержащего современные средства мыслительной техники.

Глоссарий:

Адресная шина

Архитектура компьютера

Базовое программное обеспечение

Байт

Бит

Буфер обмена

Видеоадаптер

Внедрение

Графическая шина

Данные

Дефрагментация диска

Звуковой адаптер

Интерфейс

Интерфейс пользователя

Кодирование

Команда

Компьютерная программа

Конфигурация компьютера

Оперативная память

Операционная система

Основание системы счисления

Пиксель

Прикладное программное обеспечение

Программное обеспечение

Процессор

Растр

Связывание

Сетевой адаптер

Сжатие данных

Сигнал

Система счисления

Системное программное обеспечение

Служебное программное обеспечение

Сообщение

Структура компьютера

Файл

Файловая система

Шина данных

Шина управления

Шина устройств

Любая машинная команда – машинный код, который определяет:

1. Операцию

2. Указывает на данные

В адресной части команды хранится адресный код. В большинстве случаев фактическое обращение к данным происходит по физическому (исполнительному) адресу. Обычно физический адрес не совпадает с адресным полем команды, но зависит от него. В общем случае происходит преобразование из адресного кода в физический код – режим (способ) адресации. Способы адресации являются одним из основных архитектурных признаков. В настоящее время известно более двух десятков различных способ адресации и их модификации.

Все известные способы адресации данных разделены на две большие группы.

1. Прямые

2. Непрямые

При прямых способах адресации либо накопительный адрес операнда, либо сам операнд, находятся непосредственно по адресному коду без всякого преобразования. Не прямые способы требуют выполнения процедур формирования физического адреса по адресному коду, для этого в ЭВМ встраивается специальный адресный механизм.
Прямые способы адресации.

1. Неявная адресация. В таких командах явного адресного поля нет (нуль адресная команда). Операнд задается кодом операции. Обычно такой способ адресации используется для фиксированных программно доступных регистров процессора (аккумуляторный принцип).

2. Непосредственная адресация. В адресном поле фактически указывается неадресный код, а сам операнд. Этот способ не требует дополнительных обращений к памяти за операндами, но адресное поле должно иметь длину операнда. Обычно применяется для задания констант вычисления.

3. Абсолютная (прямая) адресация – характеризуется тем, что в адресном поле, задается полный адрес памяти, где хранится операнд. В этом случае. длина адресного поля и емкость оперативной памяти связаны между собой соотношением. m = ]log₂ E_m[ Если E_m очень большая, то длина адресного поля в команде большая. Способ абсолютной адресации данных – тормоз в развитии применения компьютеров. Он не позволяет загружать данные в любое место памяти. В современных условиях применяются в ограниченном количестве (при загрузке драйверов). Все современные ЭВМ используют массу способов непрямой адресации. Они позволяют обеспечить мобильность программных средств.

Непрямые способы адресации:

1. Базирование (относительная адресация). Процедура формирования исполнительного адреса: А_исп = А_база + <смещение>. Для реализации этого способа в ЭВМ выделяются специальные ячейки, которые выполняют функции базовых регистров. В общем случае в ЭВМ может быть несколько базовых регистров. Тогда адресный код включает в себя два поля:

В – адрес регистра базирования

Disp – смещение.

В общем случае исполнительный адрес формируется соотношением:



Смещение, которое задается, может быть длины адреса, но может быть и короче. С точки зрения длины команды короткое смещение предпочтительнее. Базирование, как способ адресации требует наличие сумматора в адресном устройстве. Вследствие чего очень часто в адресных механизмах операцию суммирования сводят к операции конкатенации (присоединительная адресация). Правда в этом случае как правило накладываются определенные ограничения на регистры базирования. Связано это с тем, что базовый разряд определяет только старшие разряды исполнительного адреса, младшие разряды всегда равны нулю. А_исп = (B).Disp Время вычисления адреса значительно улучшается. Любая схема базирования обеспечивает перемещение программ по памяти ЭВМ. Для ее исполнения в области памяти необходимо только установить базовый адрес. Относительная адресация облегчает задачу программирования различными программистами. В простейшем случае в компьютере регистр базирования единственен, следовательно, в адресном коде отсутствует адресация. На каждом шаге выполнения программы, как минимум необходимо два регистра базирования. Один для задания базового адреса программы, второй для базирования массивов данных. Минимальное число регистров базирования один, но реально нужно четыре-восемь.

Вопросы для самоконтроля:

1. 
   Архитектура универсальных компьютеров-мейнфреймов.
   
2. 
   Назначение каналов ввода/вывода, их классификация и режимы работы.
   
3. 
   Магистральная архитектура мини- и микро- компьютеров.
   
4. 
   Архитектура персональных компьютеров.
   
5. 
   Организация конвейерной обработки, применение в ПК.
   

Литература:

1. В.Б. Бродин, И.И.Шагурин. Микропроцессор i486. Архитектура, программирование, интерфейс- М,: "Диалог-МИФИ", 2000. - 240с.

2. В.Л. Григорьев. Микропроцессор i486. Архитектура и программирование. Кн.1. ТОО "Транал", "Бином", 2000. - 346 с.

3. В.Л. Григорьев. Микропроцессор i486. Архитектура и программирование. Кн.2.3.4. ТОО "Транал", "Бином", 2001. - 382 с.