Файл: Единая система ЭВМ..pdf

Установлены два вида алфавита: международный и полный.

Первый содержит в классе служебных символов — 33 символа,

в классе графических символов — 95 символов (52 прописные и строчные буквы латинского алфавита, 10 цифр и 33 специаль­ ных знака). В полный алфавит дополнительно входит 32 слу­ жебных символа, буквы русского алфавита и один специальный знак (логическое НЕ).

СИСТЕМА АДРЕСАЦИИ И ФОРМАТЫ КОМАНД

В системе адресации ЕС ЭВМ очень гибко сочетаются раз­ личные способы адресации с переменной адресностью и малым количеством форматов команд (рис. 3).

Для задания признаков, масок и констант используется непосредственная адресация, при которой операнд представлен

непосредственно в команде. При прямой адресации в команде размещается полноразрядный адрес операнда. Поэтому этот способ адресации применяется в ЕС ЭВМ только для адресации

регистров общего назначения и регистров с плавающей запятой, а также для адресации данных в пределах поля оперативной

памяти емкостью 4096 байтов.

Начальный адрес прямо адресуемого раздела памяти (его

база) задается содержимым одного из регистров общего назна­ чения, а адрес нужных данных в пределах этого раздела — до­ бавлением к базе смещения. Такой способ адресации, называе­ мый относительным, удобен тем, что позволяет с помощью управляющей программы, меняя только базовый адрес, переме­ щать программы или фрагменты программ по всей оперативной

памяти. При этом программист освобождается от необходимо­

сти следить за размещением программы.

Последний способ адресации (косвенной или неявной) свя­ зан с наличием команд, в которых адрес операнд подразуме­ вается кодом операции, или адресом другого операнда в команде. Все способы адресации, принятые в ЕС ЭВМ, реали­ зуются при сравнительно небольшом наборе форматов команд. В самой короткой команде формата типа «регистр — регистр» адресуются оба операнда в регистрах общего назначения. Ад­

ресом результата при этом является адрес первого операнда.

В команде формата типа «регистр — память» адрес одного

из операндов задается в оперативной памяти. При таком фор­ мате допускается двойная модификация адреса, когда действи­ тельный адрес может быть получен в виде суммы содержимого регистра базы (Б), содержимого регистра индекса (И) и вели­ чины смещения (СМ).

В операциях над данными в формате переменной длины

используются команды «память — память», допускающие раз­ личные модификации формата. Длина поля операнда может быть задана в команде в явной форме (Д) или неявно. Полный

9

набор команд ЕС ЭВМ позволяет производить операции с фиксированной и плавающей запятой, десятичные операции с полями переменной длины.

C помощью набора команд для обработки операнд с фикси­

рованной запятой осуществляются операции двоичной арифме-

Форматы команд типа „регистр -регистр"

Оба операнда б регистрах общего назначения

Onepauun услобного перехода (М-маска)

Непосредственный операнд В команде

Форматы ■ команд типа „регистр-память"

PX

PX

'PS

SJ

SS

SS

SS

Рис. 3. Форматы команд в ЕС ЭВМ

тики над операндами, которые могут представлять любые дан­ ные фиксированной длины, а также адреса, индексы и содержи­ мое счетчиков. Набор команд предусматривает выполнение операций загрузки, сложения, вычитания, сравнения, умноже­ ния, деления и записи в память, а также операции над знаками,, преобразование основания системы счисления и сдвиги.

ю

В набор команд для обработки операнд с плавающей запятой входят команды загрузки, сложения, вычитания, сравнения, ум­ ножения, деления и записи, а также операции над знаками чи­ сел для коротких и длинных операнд. Набор команд десятич­ ной арифметики обеспечивает сложение, вычитание, сравнение,

умножение, деление и преобразование формата операнд. Со­ ответствующий набор команд предусмотрен для логической

'обработки данных. Операнды в этом случае рассматриваются

как группа байтов и находятся или в памяти, или в общих регистрах. В качестве данных может быть слово, двойное слово,

отдельный символ или поле переменной длины до 256 байтов.

За исключением команд редактирования данные трактуются как нечисловая информация. Набор команд логической обра­ ботки включает команды пересылки, сравнения, поразрядные операции, операции проверки разрядов, перекодирование, ре­ дактирование, сдвиги; стандартный набор команд — набор

обработки операнд с фиксированной запятой, команды логиче­ ских операций, системные команды, а также операции над по­ лями переменной длины. Добавление к стандартному набору команд обработки операнд с плавающей запятой ориентирует систему команд на научно-технические задачи.

Команды десятичной арифметики необходимы для создания удобства обработки экономических задач, требующих большого объема вычислений, когда частый прямой и обратный перевод

из одной системы счисления в другую приводит к потере произ­ водительности.

Полный набор команд ЕС ЭВМ приведен в приложении 1.

ЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЕС ЭВМ

Для проведения процесса обработки данных в ЕС ЭВМ пре­ дусмотрен большой набор функциональных средств, которые при определенной технической реализации образуют модель, т. е. вычислительную машину с определенными функциональ­ ными характеристиками.

Совокупность функциональных средств и принципов их вза­ имодействия определяет логическую структуру вычислительной машины, которая с целью обеспечения программной совмести­

мости во всех моделях Единой системы одинакова. Однород­ ность логической структуры всех моделей с точки зрения про­

граммиста достигается тем, что все предусмотренные в ней средства выполняют всегда одинаковые функции и одинаково

взаимодействуют между собой. При этом для любой модели ЕС

ЭВМ существует обязательный набор функциональных средств,

обеспечивающих процесс обработки под управлением средств математического обеспечения. Такой обязательный набор вклю­ чает средства выполнения стандартного набора команд, сред­

ства управления процессом обработки, регистры общего

н

назначения, основную оперативную память и систему ввода—-

вывода.

Эти средства тем или иным образом технически реализо­ ваны в каждой из совместимых моделей ЕС ЭВМ и могут быть дополнены средствами, расширяющими возможности модели по увеличению производительности или ориентирующих ее на опре­

деленные области или режимы использования. К дополнитель­

ным функциональным средствам относятся средства выполне­ ния операций с плавающей запятой, средства выполнения опе­

раций десятичной арифметики, регистры с плавающей запятой,

система защиты памяти, интервальный таймер, средства прямого управления, мультисистемные средства.

При отсутствии какого-либо дополнительного функциональ­ ного средства совместимость теряется только для тех программ,,

которые были рассчитаны на его использование. Функциональные средства ЕС ЭВМ распределяются по не­

скольким функциональным устройствам: основной оперативной памяти, процессору, каналам ввода — вывода. В младших мо­ делях эти устройства могут быть конструктивно и частично функционально объединены, в старших каждое из них является

функционально и конструктивно самостоятельным.

Оперативная память конструктивно может входить в про­ цессор или может быть выполнена в виде самостоятельного устройства. Память организована таким образом, что возможна адресация хранящихся в ней данных к каждому байту. Полное количество данных, хранящихся в памяти, определяет ее ем­ кость. Независимо от адресуемой единицы в разных моделях за одно обращение к памяти выбирается одновременно различ­ ное количество байтов. Это количество байтов определяет ш и-

рину выборки.

Полное время, затрачиваемое на обращение к адресуемой ячейке памяти, за которое выполняется дешифрация адреса,,

выбор содержимого ячейки, регенерация старого содержимого или запись нового, называется циклом обращения па­ мяти. Время, за которое осуществляются первые две из пере­ численных операций, определяет время выборки.

Для сокращения эффективного цикла памяти в некоторых

моделях применяется такое распределение адресов в двух па­ раллельно работающих устройствах, которое позволяет во мно­ гих случаях осуществлять обращение к обоим устройствам

одновременно. Такой способ организации памяти называется двухкратным расслоением и позволяет значительно снизить

эффективный цикл памяти по сравнению с ее физическим цик­ лом обращения.

Средства защиты памяти защищают содержимое ячеек памяти от разрушения из-за ошибочного обращения в процессе выполнения программы. Для целей защиты память

разделена на блоки по 2048 байтов, каждому из которых при­

12

сваивается ключ защиты длиной 4 бита. Такой же ключ имеет

программа, занимающая эти блоки памяти. В результате си­ стема защиты обеспечивает одновременную защиту 15 рабочих

программ. Нулевой ключ защиты относится к области хранения управляющей программы. При обращении к памяти ключ про­ граммы сравнивается с ключом защиты и их несовпадение ис­ толковывается как нарушение защиты, вызывающее прерыва-

Рис. 4. Логическая структура процессора

ние. Защита может осуществляться как по записи, так и па

считыванию.

Процессор. Основная часть функциональных средств объ­ единена в процессоре, являющемся ядром каждой модели ЕС ЭВМ (рис. 4). В процессоре сосредоточены средства выпол­ нения арифметических и логических операций, средства обра­ щения к памяти, средства управления выполнением заданной последовательности команд и организации начала обмена между оперативной памятью и системой ввода — вывода.

Большая часть операций процессора осуществляется с помо­ щью набора из 16 регистров общего назначения, выполняющих

IS