Выполнении инструкции

В настоящее время в большинстве ЭВМ используются двоичная система и двоичный алфавит для представления и хранения чисел, команд и другой информации, а также при выполнении арифметических и логических операций.'

На 7.10, а показана схема включения комбинационного АЛУ в контур с регистрами микропроцессора для выполнения арифметических операций. В приведенной схеме имеются регистры процессора РгП (регистр признака результата), РгАкк (аккумулятор), Pel, ..., Ргт, которые могут использоваться произвольным образом, и регистры временного хранения операндов РгА и РгВ, в которые при выполнении арифметических и логических операций загружаются операнды.

Обычно выполнение машинной команды сопровождается выработкой кода признака результата ПР, формируемого в специальном регистре РгПР. Команда УП анализирует сформированный предыдущей командой ПР. Смысл кодов ПР может быть установлен различным для разных операций. Например, в ЕС ЭВМ двухразрядный признак результата ПР при выполнении арифметических операций принимает значения, приведенные в табл. 9.1 (ПР [0] и ПР [1] — нулевой и первый разряды ПР).

Четыре 16-разрядных указательных и индексных регистров (SP, BP, SI, DI) могут участвовать в выполнении арифметических и логических операций над двухбайтными, словами.

Важным Направлением повышения производительности ЭВМ и систем общего назначения является включение в ия состав специализированных процессоров, ориентированных на определенный круг задач. Примером является «матричный процессор» ', подключаемый через двухбайтный интерфейс ввода-вывода к блок-мультиплексному каналу. Процессор воспринимает и по-своему интерпретирует команды ввода-вывода и управляющие слова канала, при этом обеспечивается возможность параллельйых вычислений в процессоре ЭВМ и матричном процессоре. Матричный процессор предназначен для выполнения над потоком входных данных операций свертки, корреляции, преобразования Фурье, операций над матрицами и векторами. В матричном процессоре при выполнении арифметических операций реализуется конвейерная обработка (совмещаются операции умножения, сложения с нормализацией, выдача результатов). ЭВМ ЕС-1046 в штатном составе имеет производительность 1300 тыс. операций/с, а при подсоединении матричного процессора и решении задач с многократно повторяющимися действиями над группой данных (например, матрицами) производительность возрастает до 30 млн. эквивалентных операций/с.

Устройство вывода информации управляет работой индикаторного цифрового табло. Здесь происходит преобразование кодов, несущих выводимую информацию, и формирование электрических сигналов, подаваемых на табло. При выполнении арифметических вычислений в арифметико-логическом устройстве арифметическая операция любой сложности сводится к простейшим действиям суммирования и вычитания.

Регистры. Для запоминания двоичного числа при выполнении арифметических и логических операций над ним служит устройство, называемое регистром. Регистр состоит из связанных между собой триггеров, количество которых равно количеству разрядов в запоминаемом числе. Все триггеры регистра находятся под воздействием общих сигналов управления. С помощью регистров выполняются такие действия над числами, как прием их из одного устройства и передача в другое, сдвиг числа в сторону старших или младших разрядов на требуемое количество разрядов, преобразование последовательного кода в параллельный или наоборот, хранение чисел и др. В регистре памяти число может храниться в течение определенного промежутка времени и неоднократно считываться при подаче соответствующей команды. Сдвиг числа также осуществляется при подаче соответствующей команды, каждый импульс которой продвигает число на один разряд.

по своему назначению можно разделить на три группы ( 1.1, б). Регистры АХ, ВХ, СХ, DX образуют группу регистров общего назначения (РОН). Эти регистры могут без ограничений участвовать в выполнении арифметических и логических операций. Некоторые другие операции, например операции над цепочками байтов и слов, предписывают регистрам данной группы специальное использование: АХ — аккумулятор, ВХ — база, СХ —

и деления FDIVR, которые меняют операнды местами. Для обеспечения большей гибкости при выполнении арифметических действий введены арифметические команды с расширенными возможностями (табл. 3.16). При использовании этих команд один операнд должен находиться в вершине стека, а второй — в произвольном регистре ST (i) или в памяти. В последнем случае операнд может быть представлен только в двух форматах КВФ и ДВФ. Результат операции может быть размещен в произвольном регистре ST (i). Возможности размещения второго операнда и результата различны для мнемокодов команд, представленных в различных столбцах (а, б, в табл. 3.16).

Комбинационные сумматоры. Основной операцией при выполнении арифметических действий в современных цифровых системах является сложение. Поэтому основным блоком операционных устройств обычно является сумматор, который используется также для вычитания, умножения, деления, преобразования чисел в дополнительный код и в ряде других операций.

В настоящее время для большинства вычислительных машин основной системой счисления является двоичная. Двоичная система и двоичный алфавит используются во многих машинах для представления и хранения чисел и команд и при выполнении арифметических и логических операций.

где L — направление обмена данными при выполнении инструкции в АУ (0 — ввод операнда из ОЗУ в АУ перед выполнением инструкции, / — вывод результата из АУ в ОЗУ после выполнения инструкции); F — код инструкции, выполняемой в АУ; А — адрес данного при обмене. Формат переходов

Жидкая ФПК. В тех случаях, когда недостатки сухой ФПК оказываются решающими и ее применить нельзя, используют жидкую ФПК. Химические предприятия выпускают жидкие ФПК со стандартными свойствами. В. инструкции, прилагаемой к ФПК, указываются апробированные методы нанесения, сушки, экспонирования, определены возможные области использования и гарантируемые (при выполнении инструкции) результаты. ФПК выпускается в наборе с проявителем, раствором для разбавления и красителем для визуального контроля качества проявления (иначе слой плохо виден на подложке).

Без модификации. Адрес операнда содержится в регистре адреса Rn. Содержимое регистра не изменяется при выполнении инструкции.

смещением при выполнении инструкции MOVE, указатель, который установился бы на позицию 90 для линейной адресации, вернется на позицию 69. Если указатель инкрементируется после верхней границы буфера (базовый адрес плюс (М - 1)), он возвращается на базовый ад Если указатель адреса декрементируется после нижней границы буфера, он возвращается на базовый адрес плюс (М - 1). Если Rn находится вне корректного диапазона буфера и выполняется операция, требующая модификации Rn, содержимое Rn модифицируется в соответствии с правилами модульной арифметики. Например, инструкция MOVE B0,X:(R0) + N0 (где R0 = 6, МО = 5, N0 = 0) не требует явной модификации регистра. Однако, если R0 выше верхней границы, вычисляется новое содержимое R0 = R0 + N0 - МО - 1 и R0 устанавливается в 0.

При выполнении инструкции DO в регистр счетчика цикла загружается количество повторений цикла, а в регистр адреса цикла — адрес последней инструкции цикла, и устанавливает флаг цикла в регистре статуса. Перед выполнением инструкции DO содержимое регистров LA, LC и SR сохраняется в стеке. Под управлением механизма выполнения циклов адрес первой инструкции цикла помещается в стек. Пока флаг цикла в регистре статуса не сброшен, механизм выполнения циклов сравнивает содержимое PC с содержимым LA для определения последней инструкции цикла. Когда последняя инструкция выбрана, содержимое LC сравнивается с 1. Если равенство не выполняется, содержимое LC декрементируется и из SS читается адрес первой инструкции цикла. Если равенство выполняется, то значения LA, LC и флага цикла в SR восстанавливаются из стека, а выборка инструкций продолжается с адреса LA + 1.

При выполнении инструкции DO содержимое регистра LA помещается в SSH, а регистра LC — в SSL, откуда оно извлекается только после окончания цикла по инструкции ENDDO.

Состояние ожидания. В это состояние пониженного энергопотребления процессор переходит при выполнении инструкции WAIT. В состоянии ожидания запрещена внутренняя синхронизация всех устройств на кристалле за исключением внутренней периферии (генератор частоты работает). Все внутренние процессы остановлены до тех пор, пока не поступит немаскируемое прерывание или не будет произведен сб

Состояние останова. В это состояние самого низкого энергопотребления процессор переходит при выполнении инструкции STOP. В этом состоянии генератор частоты отключен. При переходе в состояние останова кристалл сбрасывает все прерывания от периферийных устройств и внешние прерывания. Уровни приоритетов прерываний остаются такими же, как перед выполнением инструкции STOP. Процессор остановлен до тех пор, пока не появится сигнал низкого логического уровня на контакте _,IRQA или на контакте _,RESET. Эти события включают генератор и после стабилизации частоты включается синхронизация всех устройств на кристалле. Период стабилизации частоты определяется битом SD в OMR.

При выполнении инструкции WAIT таймер не останавливается.

Внешний запрос отладки при выполнении инструкции STOP. Появление сигнала активного уровня на линии _,DR, когда кристалл находится в приостановленном состоянии (по инструкции STOP), и сохранение этого сигнала до появления ответного импульса на DSO вызывают выход кристалла из приостановленного состояния и вход в режим отладки. После приема ответа кристалла внешний контроллер команд должен сбросить сигнал _,DR перед посылкой первой команды. В данном случае кристалл завершает выполнение инструкции STOP и останавливается после защелкивания следующей инструкции.

Внешний запрос отладки при выполнении инструкции WAIT. Появление сигнала активного уровня на линии -,DR, когда кристалл находится в состоянии ожидания (по инструкции WAIT), и сохранение этого сигнала до появления ответного импульса на DSO вызывают выход кристалла из приостановленного состояния и вход в режим отладки. После приема ответа кристалла внешний контроллер команд должен сбросить сигнал -,DR перед посылкой первой команды. В данном случае кристалл завершает выполнение инструкции WAIT и останавливается после защелкивания следующей инструкции.