7-ma’ruza. Operandalarni adreslash turlari va usullari. Buyruqlar oqimini boshqarish. Uzulish rejmi va uzilishga ishlov berish algoritmlari. Stekni tashkil etilishi. Reja

7-ma’ruza. Operandalarni adreslash turlari va usullari. Buyruqlar oqimini boshqarish. Uzulish rejmi va uzilishga ishlov berish algoritmlari. Stekni tashkil etilishi.
Reja:

1. 
   Operandalarni adreslash turlari va usullari
   
2. 
   Buyruqlar oqimini boshqarish
   
3. 
   Uzulish rejmi va uzilishga ishlov berish algoritmlari
   
4. 
   Stekni tashkil etilishi
   

Tayanch so`zlar: adreslash (addressing), buyruq (command), arxitektura (architecture), operand, hisoblash mashinasi (calculating machine), buyruqlar tizimi arxitekturasi (instruction set architecture), axborot (information), ma’lumot (data), registr (register), qurilma (device), xotira (memory), stek (stack), uzilish (interrupt), uzilishlarni qayta ishlash dasturi (Interrupt Service Routine), dastur (program), markaziy protsessor (central processing unit), shina (bus), terminal, kiritish/chiqarish (input/output), kompyuter (computer), Intel, LIFO, FIFO.

1. 
   Operandalarni adreslash turlari va usullari
   

Buyruqning manzil maydonida operandlarning joylashishini qanday ko'rsatish mumkinligi haqidagi savol BTAni ishlab chiqishda markaziy masalalardan biri hisoblanadi. Uskuna xarajatlarini kamaytirish nuqtai nazaridan, ishlab chiquvchilarning manzil maydonining uzunligini qisqartirish va butun manzil maydoniga kirish imkoniyatini saqlab qolishni istashi aniq. Boshqa tomondan, manzillarni ko'rsatish usuli yuqori darajadagi dasturlash tillari va mashina buyruqlari operatorlarining maksimal darajada yaqinlashishiga yordam berishi kerak. Bularning barchasi har qanday HM buyruqlar tizimi arxitekturasida operandlarga murojaat qilishning turli usullari mavjudligiga olib keldi.

Adreslash usullarini ko'rib chiqishni boshlab, biz birinchi navbatda "bajarilish manzil" va "manzil kodi" tushunchalarini aniqlaymiz.
Operandning bajarilish manzili (A_BAJ) operandning manbasi yoki manzili bo'lib xizmat qiluvchi xotira katakchasi raqamining ikkilik kodi. Ushbu kod saqlash qurilmasining (xotira) manzilli kirishlariga beriladi va u ko'rsatilgan katakka haqiqatda kirish uchun ishlatiladi. Agar operand asosiy xotirada emas, balki protsessor registrida saqlansa, uning bajarilish manzili registr raqami bo'ladi.
Buyruqning manzil kodi (A_K) - bu buyruqning manzil maydonidagi ikkilik kod bo'lib, undan operandning bajarilish manzili yaratilishi kerak.
Zamonaviy HMlarda bajariladigan manzil va manzil kodi, qoida tariqasida, mos kelmaydi va ma'lumotlarga kirish uchun tegishli transformatsiya talab qilinadi. Adreslash usuli - bu buyruqning manzil kodidan operandning bajarilish manzilini shakllantirish usuli. Adreslash usuli axborotni qayta ishlash jarayonining parametrlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Ba'zi usullar buyruqni uzaytirmasdan manzilli xotira sig'imini oshirishga imkon beradi, lekin operatsiya tezligini pasaytiradi, boshqalari ma'lumotlar massivlaridagi operatsiyalarni tezlashtiradi, boshqalari pastki dasturlar bilan ishlashni osonlashtiradi va hokazo. Hozirgi HMlarda odatda bitta operatsiyaga operandlarga murojaat qilishning bir necha xil usullarini qo'llash mumkin. Kompyuterning boshqaruv qurilmasi berilgan buyruqda qaysi aniq adreslash usuli qabul qilinganligini aniqlay olishi uchun turli HMlari turli xil usullardan foydalanadilar. Ko'pincha turli xil adreslash usullari ba’zi adreslash usullariga mos keladi. Yana bir yondashuv - buyruqlar tizimiga maxsus adreslash usuli maydonini qo'shish, uning mazmuni manzillash usullaridan qaysi birini qo'llash kerakligini aniqlaydi. Ba'zan buyruq har bir manzil uchun alohida maydonlar mavjud. Eslatib o’tamiz, buyruqda manzil ma'lumotlari umuman bo'lmasligi ham mumkin, bu holda bilovosita adreslash usuli qo’llaniladi. Bilvosita adreslashda manzil maydoni oddiygina mavjud emas yoki u barcha kerakli manzillarni o'z ichiga olmaydi - yetishmayotgan manzil operatsiya kodi bilan nazarda tutilgan. Demak, natijaning manzili buyruqdan chiqarilsa, natija ikkinchi operand o'rniga joylashtirilganligi nazarda tutiladi. Bilvosita adreslash keng qo'llaniladi, chunki u buyruq uzunligini qisqartirishga imkon beradi.
Adreslash usullarini tanlash buyruqlar tizimini va umuman butun HMni rivojlantirishning eng muhim masalalaridan biri bo'lib, dasturlashning qulayligi emas, balki usulning samaradorligi ham muhim ahamiyatga ega. Turli xil manzil usullarining samaradorligini baholash uchun [20] da keltirilgan metodologiya va xulosalarga murojaat qilaylik. Taklif etilayotgan usulga ko'ra, adreslash usulining samaradorligini ikkita ko'rsatkich bilan tavsiflash mumkin: uskunalar sarfi C va manzilli ma'lumotlarga kirish uchun vaqt sarfi T. Uskunaning narxi quyidagi summa bilan belgilanadi:
C = C_HS + C_US , (7.1)
bu yerda C_HM - ijro etuvchi manzillarni hisoblashni ta'minlaydigan texnik vositalarning sarfi; C_XS - buyruqlarning manzil kodlarini saqlash uchun xotira sarfi. Odatda C_US >> C_HM, shuning uchun uskunaning narxini baholashda ular C_XS qiymatini hisobga olish bilan cheklanadi. T vaqt sarfi bajarilish manzilini shakllantirish uchun t_BMSh vaqti va operandni olish yoki yozish uchun vaqt xotirasi yig'indisi bilan aniqlanadi:
T = t_BMSh + t_US . (7.2)
Hozirgi vaqtda turli xil adreslash usullari qo'llanilmoqda, ulardan eng keng tarqalgani quyida muhokama qilinadi.
Bevosita adreslash. Bevosita adreslash (BA) bilan buyruqning manzil maydoni manzil o'rniga operandni o'z ichiga oladi (7.1-rasm). Bu usuldan arifmetik amallarni, taqqoslash amallarini bajarishda, shuningdek registrlarga konstantalarni yuklashda foydalanish mumkin.