АРХИТЕКТУРА СОВРЕМЕННЫХ ЭВМ

Лекция 6: Уровень архитектуры набора команд

ВМиК МГУ им. М.В. Ломоносова, Кафедра АСВК

Чл.-корр., профессор, д.ф.-м.н. Королёв Л.Н.,

Ассистент Волканов Д.Ю.

2

План лекции

• Регистры

• Виды адресации

• Примеры команд

• Прерывания

3

Уровни архитектуры

• Цифровой логический уровень

• Уровень микроархитектуры

• Уровень архитектуры набора команд

• Уровень операционной системы

• Уровень ассемблера

4

Уровень архитектуры набора команд

The ISA level is the interface between the compilers and the hardware.

5

Модели памяти

6

Регистры Pentium 4

7

Регистры UltraSPARC III

The UltraSPARC III’s general registers.

8

Память и регистры в 8051

9

Типы данных в Pentium 4

10

Типы данных в UltraSPARC III

11

Типы данных в 8051

12

Возможные форматы команд

13

Формат команд Pentium 4

14

Формат команд UltraSPARC III

The original SPARC instruction formats.

15

Форматы команд в 8051

The 8051 instruction formats.

16

Адресация

• Неявная (IADD)

• Непосредственная (MOV R1, 4)

• Прямая (MOV R1, FULL_ADDR)

• Регистровая (MOV R1, R2)

• Косвенная регистровая (MOV R1, [R2])

• Индексная (MOV R1, A[R2])

• Относительная индексная (MOV R1, A[R2+R3])

• Стековая (SADD)

17

Виды адресации в рассматриваемых архитектурах

18

Управление циклами

For ( I = 0; i<n; i++) {операторы}

19

Команды ввода-вывода

• Программируемый ввод-вывод с активным ожиданием

• Ввод-вывод с управлением по прерываниям

• Ввод-вывод с прямым доступом к памяти

20

Регистры устройств

21

DMA доступ

22

Инструкции The Pentium 4 (1)

23

Инструкции The Pentium 4 (2)

24

Инструкции The Pentium 4 (3)

25

Инструкции The Pentium 4 (4)

.

26

The UltraSPARC III Инструкции (1)

27

The UltraSPARC III Инструкции (2)

28

The UltraSPARC III Инструкции (3)

29

The UltraSPARC III Инструкции (4)

30

The UltraSPARC III Инструкции (5)

31

The UltraSPARC III Инструкции (6)

Some simulated UltraSPARC III instructions.

32

8051 Инструкции (1)

The 8051 Instruction set.

33

8051 Инструкции (2)

The 8051 Instruction set.

34

8051 Инструкции (3)

The 8051 Instruction set.

35

8051 Инструкции (4)

The 8051 Instruction set.

36

8051 Инструкции (5)

The 8051 Instruction set.

37

Процедуры (1)

38

Сопрограммы (2)

39

Прерывания

example.

40

Проблемы Pentium 4

• CISC-архитектура

• Ориентирована на 2-х адресные команды

• Мало регистров

• Команды не выполняются подряд

• Неточное предсказание переходов

• Спекулятивное выполнение

• Ограничение размера программ в 4Гб

41

Спасибо за внимание!