Что такое система команд в информатике кратко

Обновлено: 04.07.2024

Понятие системы, так же как и понятие информации, относит­ся к числу фундаментальных научных понятий. Так же как и для информации, для системы нет единственного общепринятого опре­деления. В то же время это понятие часто используется нами в бы­товой речи, употребляется в научной терминологии. Вот ряд при­меров употребления понятия системы: система образования, транс­портная система, система связи, Солнечная система, нервная система, Периодическая система химических элементов, система счисления, операционная система, информационная система.

Обобщая все приведенные выше примеры, дадим следующее определение.

Система — это совокупность материальных или информа­ционных объектов, обладающая определенной целостностью.

Состав системы — это совокупность входящих в нее частей (элементов). Рассматривая компьютер как систему, можно выде­лить следующие составляющие его части: процессор, память, устройства ввода, устройства вывода. Но, в свою очередь, процес­сор тоже является системой, в состав которой входят: арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления, регистры, кэш-память. Поскольку процессор входит в состав компьютера, подчеркивая его собственную системность, процессор следует на­звать подсистемой компьютера.

Таким образом, подсистема — это система, входящая в со­став другой, более крупной системы.

В свою очередь АЛУ процессора тоже является системой. В его состав входят сумматоры, полусумматоры и другие элемен­ты. Следовательно, АЛУ — это подсистема процессора. Таким пу­тем можно продолжать углубляться дальше. Отсюда следует вы­вод: всякая система представляет собой иерархию составляю щих ее подсистем (рис. 1.1).


Вопрос о том, что считать системой (подсистемой), а что -простым (неделимым) элементом, субъективен и зависит от реша­емой задачи. Например, описывая школу как систему, реали­зующую функцию обучения и воспитания учащихся, мы будем рассматривать людей (учеников, учителей) в качестве простых элементов. В то же время медицина рассматривает человека как сложную анатомическую систему.

Внешняя система по отношению к данной является средой ее существования. Средой существования Земли является Солнечная система; средой существования Солнечной системы является Га­лактика и т. д. Всякая система относительно обособлена от среды своего существования. Это значит, что, с одной стороны, ее можно выделить из среды (рассмотреть отдельно), но, с другой стороны, она постоянно связана со своей средой.

Системы бывают естественные и искусственные. Естественные системы - это природные системы. Примеры: системы звезд и планет, растительность и животный мир Земли, молекулы и атомы. Искусственные системы создаются людьми - это заводы, дороги, образование, культура, здравоохранение, компьютеры, са­молеты и др. Некоторые системы объединяют в себе части естест­венного и искусственного происхождения. Например: гидроэлект­ростанция, городской парк.

Всякая система обладает свойством целостности, поскольку она существует в совокупности своих частей и выполняет свою от­дельную функцию в среде своего существования.

Системный эффект. Система не является случайным набором частей. Ее состав подчиняется тому назначению, которое система имеет в природе или в обществе. Искусственные системы человек со­здает с определенной целью. В связи с этим существует следующее определение системы: система - это средство достижения цели. Вот примеры: транспортная система предназначена для перевозки людей и грузов, система здравоохранения - для лечения и укрепле­ния здоровья людей, компьютер - для работы с информацией.

Связи (отношения) в системе. Части системы всегда связаны между собой, находятся в определенных отношениях. Виды этих связей могут быть самыми разными. В естественных и техничес­ких системах они носят материальный характер. Например, плане­ты Солнечной системы связаны силами гравитации; детали авто­мобиля связаны между собой болтами, сваркой, шестеренками; части энергетической системы связаны линиями электропередач.

Отношения между частями социальных систем бывают различ­ными. Это могут быть отношения подчинения (начальник - под­чиненный, министерство - предприятие), отношения вхождения (университет - факультет - кафедра - преподаватель), отноше­ния родственных связей членов семьи. Решающее значение для функционирования таких систем играют информационные связи внутри системы, а также с внешней средой. Такие связи реализу­ются через прямое общение, переписку, технические средства свя­зи, средства массовой информации. Человек является частью мно­гих систем: семьи, класса, производственного коллектива, коман­ды, государства и др. Во всех этих системах он находится в состоянии информационного взаимодействия с другими людьми.

Большое значение информационные связи имеют для дея­тельности производственных коллективов. Если распоряжение руководителя не доходит до подчиненных или искажается в процессе передачи, то может быть нарушен производственный про­цесс с самыми серьезными последствиями, вплоть до катастро­фы. Во время боевых действий в армии от работы информацион­ной связи зависят жизни людей. Армия, лишенная связи, не может выполнять свое назначение - эффективно вести военные действия.

Из приведенных примеров следует, что системный эффект обеспечивается не только наличием нужного состава частей системы, но и существованием необходимых связей между ними.

Структурой системы называется совокупность связей, существующих между частями системы. Наглядным примером отображения структуры системы являются схемы электрических цепей. Элементы электрического устройства соединяются между собой двумя способами: последовательным и параллельным со­единением. От способа соединения зависит свойство всей цепи. Например, если три проводника, имеющие сопротивления Rl, R2, R3, соединить последовательно, то общее сопротивление цепи бу­дет равно Rl + R2 + R3. А если их соединить параллельно, то со-противление цепи будет равно: (Rl·R2·R3)/(Rl·R2 + R1·R3 + + R2·R3). Первое сопротивление больше второго. Поэтому, напри­мер, при пропускании электрического тока в первой цепи будет выделяться больше тепла, чем во второй.

Для любой социальной системы, объединенной информацион­ными связями, также характерна определенная структура. Эффективность функционирования системы существенно зависит от ее структуры. Структурная организация любой социальной системы определяется законами, уставами, правилами, инструк­циями. Структура государства описана в конституции, структура армии - в уставе.

Обобщая всё сказанное о системах, сформулируем следующее определение.

Системным подходом называется научный метод изучения дей­ствительности, при котором любой объект исследования рассмат­ривается как система, при этом учитываются его существенные связи с внешней средой

Систе́ма кома́нд (также набо́р команд) — соглашение о предоставляемых архитектурой средствах программирования, а именно: определённых типах данных, инструкций, системы регистров, методов адресации, моделей памяти, способов обработки прерываний и исключений, методов ввода и вывода.

Система команд представляется спецификацией соответствия (микро)команд наборам кодов (микро)операций, выполняемых при вызове команды, определяемых (микро)архитектурой системы. (При этом, на системах с различной (микро)архитектурой может быть реализована одна и та же система команд. Например, Intel Pentium и AMD Athlon имеют почти идентичные версии системы команд x86, но имеют радикально различный внутренний дизайн.)

Базовыми командами являются, как правило, следующие:

Оптимальными в различных ситуациях являются разные способы построения системы команд.

  • Если объединить наиболее часто используемую последовательность микроопераций под одной микрокомандой, то надо будет обеспечивать меньше микрокоманд. Такое построение системы команд носит название CISC (Complex Instruction Set Computer), в распоряжении имеется небольшое число составных команд.
  • С другой стороны, это объединение уменьшает гибкость системы команд. Вариант с наибольшей гибкостью — наличие множества близких к элементарным операциям команд. Это RISC (Reduced Instruction Set Computer), в распоряжении имеются усечённые, простые команды.
  • Еще большую гибкость системы команд можно получить используя MISC подход, построенный на уменьшении количества команд до минимального и упрощении вычислительного устройства обработки этих команд.

См. также

  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.
  • Технологии процессоров
  • Обработка команд

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Система команд" в других словарях:

система команд сверхбольшой разрядности — Архитектура процессора с командными словами сверхбольшой длины. Метод управления вычислениями, обеспечивающий высокопроизводительную работу за счет использования команд длиной в несколько сотен битов, вместо параллельного выполнения коротких… … Справочник технического переводчика

Команд система — Система команд соглашение о предоставляемых архитектурой средствах программирования, а именно: определённых типах данных, инструкций, системы регистров, методов адресации, моделей памяти, способов обработки прерываний и исключений, методов ввода … Википедия

Система передачи — Совокупность технических средств, обеспечивающая образование линейного тракта, типовых групповых трактов и каналов первичной сети электросвязи, состоящая из станций системы передачи и среды распространения сигналов электросвязи (ГОСТ 22348 77)… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

система передачи извещений — система передачи извещений: Система, используемая для передачи информации о состоянии одной или нескольких СТС между охраняемыми зонами и одним или несколькими центрами приема извещений о тревоге. [ГОСТ Р 50775 95, пункт 4.29] Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Система футбольных лиг Франции — система связанных между собой структурированных футбольных лиг, управляемых Французской Федерацией Футбола. Включает в себя около 6000 футбольных клубов (без учета команд дублёров). Структура чемпионата Уровень Чемпионат 1 Лига 1 20 … Википедия

Система футбольных лиг Белоруссии — Система футбольных лиг Беларуси состоит из четырёх уровней и управляется Белорусской федерацией футбола, а также местными федерациями. Содержание 1 Структура 1.1 Уровень 1: Высшая лига … Википедия

Система управления версиями — (от англ. Version Control System, VCS или Revision Control System) программное обеспечение для облегчения работы с изменяющейся информацией. Система управления версиями позволяет хранить несколько версий одного и того же документа, при … Википедия

система передачи извещений (СПИ) — система передачи извещений (СПИ): Составная часть системы охранной или охранно пожарной сигнализации, состоящая из совместно действующих технических средств, предназначенных для передачи по каналам связи и приема в пункте централизованной охраны… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Система фальстарта — (лёгкая атлетика) – программно –аппаратный комплекс используемый судьями по лёгкой атлетике для определения фальстарта посредством автоматической регистрации времени реакции спортсменов в спринте, барьерном беге и первых этапах эстафет до 4х 400… … Википедия

Система команд - это набор допустимых для данного процессора управляющих кодов и способов адресации данных. Система команд жестко связана с конкретным типом процессора, поскольку определяется аппаратной структурой блока дешифрации команд, и обычно не обладает переносимостью на другие типы процессоров (хотя может иметь место совместимость “снизу-вверх” в рамках серии процессоров, как, например, в серии i 80 x 86 ).

Типовая структура формата команды:

1.КОП - код операции - двоичный код, однозначно указывающий процессору на выполнение конкретных действий (пересылка, сложение и т.п.), и определяющий при этом форму задания адресов операндов; 1 или 2 байта;

2.АЧ - адресная часть - двоичное число, которое может представлять собой адрес (адреса) операндов, значение операнда, адрес следующей команды (адрес перехода, передачи управления). 1 до 4 байт.

Индексная (автоинкрементная и автодекрементная ) адресация. Её назначение.

При обработке больших массивов данных, выбираемых последовательно друг за другом, нет смысла каждый раз обращаться в память за новым адресом. Для этого достаточно автоматически менять содержимое специального регистра, называемого индексным, чтобы выбирать последовательно размещенные данные. Индексный регистр является косвенным. Его загружают начальным адресом массива(специальной командой). Дальнейшая адресация осуществляется путем автоматического добавления или вычитания единицы или шага адреса из его содержимого.


Рисунок. Формирование адреса операнда при индексной адресации.

Три вида индексных операции:

а) засылка в индексный регистр начального значения

б) изменение индекса

в) проверка окончания циклических вычислений.

Часто в команду с индексной адресацией включают признак, определяющий шаг индексации Т (Т=1,2,4 и т.д.), что позволяет осуществлять адресацию массивов через байт, слово, двойное слово и т.д.

В современных процессорах (например в Intel 80386 и выше) применяют все возможные сочетания из базового адреса, индексного адреса, относительного адреса и шага.

В систему команд традиционно входят такие группы:

· пересылка данных (регистр-регистр, регистр-память, память-регистр, специфические команды типа память-память);все команды пересылки выполняют, по сути, копирование данных из ячейки-источника в ячейку-приемник;

· логические операции ( and , or , xor , not ) и операции сдвига;

· ввод-вывод – специфические команды для передачи данных между процессором и устройствами ввода-вывода, размещенными в адресном пространстве ввода-вывода;

· передача управления – при выполнении такой команды процессор записывает в счетчик команд PC адрес следующей команды, взятый из адресной части текущей команды;

· специальные – останов, сброс, управление прерываниями, управление режимом пониженного энергопотребления и т.п.

Основные группы команд МП.

По характеру операций различают следующие группы команд:

a) команда арифметических операций для чисел с ПТ и ФТ.

b) команда десятичной арифметики.

c) команда логических операций.

d) команда передачи кодов.

e) команда операций ввода/вывода.

f) команда управления порядком исполнения команд (передача управления).

g) команда управления режимом работы.

Рассмотрим особенности некоторых групп команд.

Команды передачи управления

Для определения адреса текущей команды МП имеет в своем составе специальный регистр указатель адреса команды или счетчик команд PC , IP .

Модификация РС происходит сразу после выборки команды (или ее байта). Поскольку чаще всего используется естественная адресация команд, то возникает необходимость в командах передачи управления для реализации ветвления алгоритмов. Для этого используются специальные команды :

n команды перехода

n команды замещения

n команды смены состояния процессора

n команды запроса прерывания

1. команды перехода.

Адресная часть команды непосредственно или после суммирования с содержимым базового регистра передается в счетчик команд , т.е. адрес следующей команды задается командой перехода.

Используются команды безусловного и условного переходов.

1.1 Команды безусловного перехода


Переход может осуществляться и переход по косвенному адресу

На косвенную адресацию указывает либо КОП , либо специальный бит в поле команды

1.2 Команды условного перехода

Адрес следующей команды зависит от выполнения некоторого условия :


М- код признака ( маска условия )

Команды могут быть с относительной и косвенной адресацией.


Отличие от команд перехода заключается в том, чтобы по окончании подпрограммы реализовать возврат в прежнюю точку программы. Для этого необходимо сохранить адрес возврата.

Перед выполнением передачи управления содержимое РС, указывающее на следующую команду программы запоминается по адресу, указываемого в команде (обычно регистр или стек). При этом организуется дополнительная команда возврата из подпрограммы, которая восстанавливает содержимое счетчика команд.


Команда замещения - вместо очередной команды используется замещающая команда, находящаяся по адресу, указанному в команде “выполнить”. Выполнение этой замещающей команды не должно приводить к изменению РС. После исполнения этой команды продолжается естественный ход программы (это не JMP).

Команда “выполнение” - аналог подпрограммы, состоящей из одной команды без сохранения адреса возврата.

Пожалуйста, приостановите работу AdBlock на этом сайте.

В этом уроке разберём некоторые теоретические понятия, которые формализуют понятие программирования. Заодно точнее сформулируем основную задачу вашего обучения.

Для начала предлагаю вам немного поиграться со следующей детской игрушкой. Пройдите первые пять заданий, возвращайтесь назад и продолжайте чтение урока.

Скриншот игры на code.org

Надеюсь, у вас всё получилось. Теперь на этом примере опишем несколько основных понятий:

  • исполнитель;
  • система команд исполнителя;
  • алгоритм.

В игрушке мы управляем красной птичкой. Задача каждого этапа: добраться птичкой до свиньи. Птичка умеет выполнять определённые команды, например: переместить вперёд, повернуть налево, повернуть направо и др.

Человек, машина или устройство, которые умеют выполнять некоторые команды, называется исполнителем . В этой игрушке, очевидно, исполнитель – птичка. Набор команд, которые понимает и умеет выполнять исполнитель, называют системой команд исполнителя .

Последовательность команд, которую должен выполнить исполнитель для решения задачи, называется алгоритмом .

Необходимо заострить внимание на нескольких моментах.

Исполнитель может выполнять только те команды, которые входят в его систему команд.

Исполнитель выполняет точно то, что предписывает ему алгоритм.

Исполнитель-птичка очень доверчивая. Она не подвергает сомнению то, что вы пишете в программе. Если, например, вы забудете развернуть птичку, то она врежется в стенку. Поэтому вы должны следить за всем самостоятельно.

Ваши будущие программы часто будут работать не так, как вы задумывали. Ошибки случаются у всех. Тут важно понимать, что это не компьютер дурак, а вы допустили ошибку в алгоритме. Не уподобляйтесь плохим программистам, у которых во всём всегда виновата программа.

Теперь от наглядного примера перейдём к компьютерным реалиям. Мы пишем программы для компьютера, а значит, компьютер в нашем случае является исполнителем. Система команд – стандартные функции и конструкции языка Си.

В чём состоит основная задача вашего обучения основам программирования? Овладеть навыком алгоритмического мышления. То есть научиться записывать решение различных задач в виде алгоритма для конкретного исполнителя (в нашем случае компьютера).

Компьютерная программа – алгоритм решения какой-либо задачи, записанный на языке программирования.

Алгоритм – точное описание порядка действий, которые должен выполнить исполнитель для того, чтобы решить задачу.

Исполнитель – человек или некоторое устройство, которое может понимать и выполнять определённый набор команд.

Система команд исполнителя – набор команд, которые понимает и умеет выполнять исполнитель.

Основная задача данного курса – научиться записывать решение различных задач в виде алгоритмов для компьютера.

Практика


Решите предложенные задачи. Для удобства работы сразу переходите в полноэкранный режим

Дополнительные материалы

  1. Определение алгоритма в этом уроке, конечно, совершенно неформальное. В теоретической информатике существуют строгие определения этого понятия. Для этого, например, вводится такое понятие как Машина Тьюринга. Подробнее об этом можно прочитать на википедии, викиучебнике или посмотреть на степике урок А. Шеня. А на сайте К.Ю. Полякова можно скачать тренажёр Машина Тьюринга.
  2. Тем, кто решает задачи на Stepikе посвящается:

Читайте также: