Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.300

Проверка на ноль очень важна при выполнении циклов и в некоторых других случаях. Если бы все команды условного перехода проверяли только 1 бит, то тогда для проверки определенного слова на равенство 0 нужно было бы поочередно проверять каждый бит, чтобы убедиться, что ни один из них не равен 1. Чтобы избежать подобной ситуации, многие машины поддерживают команду, которая проверяет слово целиком и выполняет переход, если оно равно 0. Конечно же, в этом решении все равно проверяется каждый бит, просто ответственность за проверку перекладывается на микроархитектуру. На практике в число устройств обычно включается регистр, все биты которого соединяются операцией ИЛИ, чтобы получить в результате бит, показывающий, имеются ли в регистре единичные биты. Бит Z на рис. 4.1 обычно вычисляется следующим образом: сначала все выходные биты АЛУ соединяются операцией ИЛИ, а затем полученный результат инвертируется.

Операция сравнения слов или символов очень важна, например, при сортировке. Чтобы выполнить сравнение, требуется три адреса: два нужны для данных, а по третьему адресу будет совершаться переход в случае выполнения условия. В тех компьютерах, где форматы команд позволяют иметь три адреса в команде, проблем не возникает. Но если такие форматы не предусмотрены, нужно что-то делать, чтобы обойти проблему.

Одно из возможных решений — ввести команду, которая выполняет сравнение и записывает результат в виде одного или нескольких битов условий. Следующая команда может проверять биты условия и совершать переход, если два сравниваемых значения были равны, или если они были неравны, или если первое из них было больше второго и т. д. Такой подход применяется в Pentium 4 и UltraSPARC III.

В операции сравнения двух чисел есть некоторые тонкости. Сравнение — это не такая простая операция, как вычитание. Если очень большое положительное число сравнивается с очень большим отрицательным числом, операция вычитания приведет к переполнению, поскольку результат вычитания будет невозможно представить. Тем не менее команда сравнения и в этом случае должна определить, удовлетворяется ли условие, и возвратить правильный ответ. При сравнении переполнения возникать не должно.

Кроме того, при сравнении чисел нужно решить, считать ли числа числами со знаком или числами без знака. 3-разрядные бинарные числа можно упорядочить двумя способами. От самого маленького к самому большому:

♦ Без знака: ООО, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

♦ Со знаком: 100, 101, 110, 111, 000, 001, 010, 011.

В первой строке по возрастанию перечислены положительные числа от 0 до 7, во второй — целые числа со знаком от -4 до +3 в дополнительном двоичном коде (тоже по возрастанию). Ответ на вопрос: «Какое число больше: ОН или 100?» — зависит от того, считаются ли числа числами со знаком. В большинстве архитектур есть команды для обработки обоих вариантов упорядочения.

Команды вызова процедур

Процедурой называют группу команд, которая решает определенную задачу и которую можно вызывать из разных мест программы. Вместо термина «процедура» часто используется термин «подпрограмма», особенно когда речь идет о программах на языке ассемблера. Когда процедура заканчивает решение задачи, она должна вернуться к оператору, расположенному в программе следом за оператором вызова процедуры. Следовательно, адрес возврата должен как-то передаваться процедуре или сохраняться где-либо таким образом, чтобы можно было определить, куда возвращаться после решения задачи.