Понятие архитектуры системы команд

 

Системой команд вычислительной машины называют полный перечень команд, которые способна выполнять данная ВМ. В свою очередь, под архитектурой сис­темы команд (АСК) принято определять те средства вычислительной машины, которые видны и доступны программисту. АСК можно рассматривать как линию согласования нужд разработчиков программного обеспечения с возможностями создателей аппаратуры вычислительной машины (рис. 7).

 

 

Рис. 7. Архитектура системы команд как интерфейс между программным и аппаратным обеспечением.

 

В конечном итоге, цель тех и других — реализация вычислений наиболее эффективным образом, то есть за минимальное время, и здесь важнейшую роль играет правильный выбор архитектуры системы команд.

(1)

В упрощенной трактовке время выполнения программы (T_выч) можно опреде­лить через число команд в программе (N_KOM), среднее количество тактов процессо­ра, приходящихся на одну команду (CPI), и длительность тактового периода τ_пр:

T_выч= N_ком * CPI * τ_пр

 

Каждая из составляющих выражения зависит от одних аспектов архитектуры системы команд и, в свою очередь, влияет на другие (рис. 8), что свидетельствует о необходимости чрезвычайно ответственного подхода к выбору АСК.

 

Рис. 8. Взаимосвязь между системой команд и факторами, определяющими эффективность вычислений.

 

Общая характеристика архитектуры системы команд вычислительной машины складывается из ответов на следующие вопросы:

· Какого вида данные будут представлены в вычислительной машине и в какой форме?

· Где эти данные могут храниться помимо основной памяти?

· Каким образом будет осуществляться доступ к данным?

· Какие операции могут быть выполнены над данными?

· Сколько операндов может присутствовать в команде?

· Как будет определяться адрес очередной команды?

· Каким образом будут закодированы команды?