Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.310

Сравнение наборов команд

Рассмотренные наборы команд разительно отличаются друг от друга. Pentium 4 — это классическая двухадресная 32-разрядная CISC-машина. Она пережила долгую историю, у нее особые и нерегулярные режимы адресации, и многие ее команды обращаются непосредственно к памяти. UltraSPARC III — это современная трехадресная 64-разрядная RISC-машина с архитектурой загрузки/сохранения, всего двумя режимами адресации, компактным и эффективным набором команд. Архитектура 8051 рассчитана на небольшой встроенный процессор, устанавливаемый на единственную микросхему.

В основе набора команд компьютера Pentium 4 лежат три основополагающих фактора:

♦ обратная совместимость;

♦ обратная совместимость;

♦ и еще раз обратная совместимость.

При нынешнем положении вещей никто не стал бы разрабатывать такую нерегулярную машину с таким небольшим количеством абсолютно разных регистров. По этой причине для Pentium 4 очень сложно писать компиляторы. Из-за недостатка регистров компиляторам постоянно приходится сохранять переменные в памяти, а затем вновь загружать их, что очень невыгодно даже при 3-уров-невой кэш-памяти. Только благодаря таланту инженеров компании Intel процессор Pentium 4 работает достаточно быстро, несмотря на все недостатки его архитектуры команд. Но, как мы видели в главе 4, конструкция этого процессора чрезвычайно сложна.

Весьма современный уровень архитектуры набора команд представлен в процессоре UltraSPARC III. Это — полная 64-разрядная архитектура (с шиной 128 бит). Процессор содержит множество регистров, а в наборе команд преобладают 3-регистровые операции; имеется также небольшая группа команд загрузки и сохранения. Все команды одного размера, хотя число форматов совершенно невообразимо. Большинство новых разработок очень похоже на UltraSPARC III, но форматов команд у них меньше.

В микросхеме 8051 реализован достаточно простой и стандартный набор команд, причем немного как самих команд, так и режимов адресации. Отличительные характеристики этого набора — 4 набора регистров для ускоренной обработки прерываний, возможность доступа к регистрам в пространстве памяти и на удивление мощные команды побитовой обработки. Основное преимущество такого решения состоит в том, что оно реализуется на незначительном числе транзисторов. Отсюда экономия пространства при размещении на кристалле, а значит, снижение стоимости процессора.

Поток управления

Потоком управления называют последовательность выполнения команд в ходе работы программы. При отсутствии переходов и вызовов процедур команды вызываются из последовательных ячеек памяти. Вызов процедуры влечет за собой изменение потока управления, выполнение последовательности прерывается, и начинается выполнение вызванной процедуры. Сопрограммы вызывают сходные изменения в потоке управления. Они нужны для моделирования параллельных процессов. Программы перехвата исключений и обработки прерываний тоже меняют поток управления при возникновении определенных ситуаций. Все это мы обсудим в следующих подразделах.