ukazi

Kaj stori računalnik, če pritisnemo tipko na tipkovnici? Kako se izpiše na tiskalnik ekranska slika? Uporabniku res ni potrebno znati programirati ta opravila. Pri vsakem računalniku je točno predpisan način, kako pride CPE do prvega ukaza (npr. po vklopu ali po pritisku na tipko "reset") od tu dalje je vse določeno z ukazi.

V vseh današnjih računalnikih so določena pravila kako računalnik izvršuje ukaze. Poznamo dva načina:

Z uporabo tako imenovane trdo ožičene logike. Pri tem je logično določen pomen ukazov ter način njihovega izvajanja. Ta povezava je narejena iz raznih žic (npr. tiskano vezje). Izvajanje teh ukazov je hitro, tod je ukaze težko dodajati in spreminjati (če je to sploh mogoče).
Z uporabo mikroprogramiranja. Vsak ukaz se razbije na zaporedje mikroukazov; ali drugače povedano, vsak ukaz aktivira enega od mikroprogramov, ki so shranjeni v CPE. Mikroukazi so primitivnejši od strojnih ukazov in jih izvršuje logika v CPE. V tem primeru imamo pod običajnim strojnim nivojem še mikroprogramski nivo, ki je v resnici pravi strojni nivo.

Danes se pojavljajo tudi računalniki, pri katerih je del ukazov realiziran s fiksno ožičeno logiko, del pa z mikroprogramiranjem. Vsak ukaz mora vsebovati informacijo dveh strogo ločenih vrst:

informacijo o operaciji, ki naj se izvrši.
informacijo o operandih, na katerih sebo izvršila operacija.

Ukaz je vedno shranjen v pomnilniški besedi ali v več sosednjih pomnilniških besedah. Ukaz razdelimo na operacijsko kodo in operand. Razdelitev ukaza na polja z obema vrstama informacije imenujemo format ukaza. Polje, ki vsebuje informacijo o operaciji, imenujemo operacijska koda. Polje, ki vsebuje informacijo, kje se nahaja operand, imenujemo določilo operanda. V splošnem velja, da se nek operand lahko nahaja v enem od naslednjih treh delov računalnika:

v enem od registrov CPE
v eni od pomnilniških lokacij glavnega pomnilnika
v enem od registrov krmilnika V/I naprave ali v V/I procesorju

Ena od pomembnih odločitev v zvezi z ukazi vsakega računalnika je največje število eksplicitnih operandov, ki lahko nastopajo v ukazu. Poleg eksplicitnih operandov namreč nastopajo v mnogih ukazih tudi implicitni operandi, ki so določeni v skladu z nekim pravilom.

Zgradba ukazov

Ukaz mora vsebovati informacijo, ki omogoča, da CPE iz nje razbere kaj mora narediti. Ta informacija je zapisana v bitih, ki sestavljajo ukaz. Ti biti so običajno združeni v več polj. Polju, ki določa operacijo, pravimo operacijska koda. Število polj, njihovo velikost in pomen posameznih bitov v njih, imenujemo zgradba ali format ukaza.

Pri danem številu operacij, tipov operandov, načinov naslavljanja, števila eksplicitnih operandov in načinu shranjevanja operandov v CPE, je v principu mogoče zgraditi ukaze na veliko različnih načinov. Med njimi so najpomembnejši naslednji:

dolžina pomnilniške besede. Dolžina pomnilniške besede pomembno vpliva na zgradbo ukazov. Očitno je dobro, če je na računalnikih z 8-bitnimi pomnilniškimi besedami dolžina ukazov mnogokrat števila 8. Podobno je na računalnikih z dolgimi pomnilniškimi besedami dobro, da je dolžina ukazov enaka. Vsaka drugačna rešitev je slabša, ker vodi do bolj zapletene zgradbe CPE in do slabše izkoriščenosti pomnilnika.
dolžina pomnilniškega naslova. Daljši pomnilniški naslovi pomenijo daljše ukaze - to je lahko razlog za odločitev , da se neposredno naslavljanje ne uporabi. Krajše pomnilniške besede pomenijo zato daljše besede.
dolžina, vrsta in število registrov v CPE. pri današnjih računalnikih je pogosto, da so registri daljši od pomnilniške besede. Razlog za uporabo registrov različnih dolžin je vtem, da je dolžina naslova veliko krajša od dolžine pomnilniške besede. Z uporabo krajših registrov, ki so namenjeni za računanje z naslovi, je mogoče poenostaviti CPE.
Širina podatkovne poti med CPE in glavnim pomnilnikom. Pri računalnikih, ki naenkrat prenesejo med CPE in glavnim pomnilnikom majhno število bitov, je zaželeno, da je kar največ ukazov kratkih. Nasprotno pa je pri velikem številu prenešenih bitov dolžina ukazov manj pomembna.

Gor Sistemi Motorola 68XX Cevovod Število naslovov

SERŠ Maribor, Strokovna gimnazija, leto: 2004/05, avtor: Nejc Dolinar