Transcript パート12

コンピュータアーキテクチャ
第 12 回
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各種メモリ・レジスタ間命令

COMETⅡの命令の分類
–
–
–
–
–
–
–

ロード，ストア，ロードアドレス命令 ：LD, ST, LAD
算術，論理演算命令：ADDA, ADDL, SUBA, SUBL, AND, OR, XOR
比較演算命令： CPA, CPL
シフト演算命令： SLA, SRA, SLL, SRL
分岐命令： JPL, JMI, JNZ, JZE, JOV, JUMP
スタック操作命令： PUSH, POP
コール，リターン命令： CALL, RET
今回の内容１
– PUSH・POP命令の実行制御

今回の内容２
–
–
–
–
割り込み
入出力アーキテクチャ
積み残しの話題
授業アンケート
2
プッシュ命令の制御信号とデータの流れ(1)
（実効アドレス計算のサイクル Dec-Ea は省略）
bA bB
A/S_op
F
bC
Mem
IAa BPAbSD c0123aLR Fcn GiPAmDdSsD srw
Push0:
*
; SDR←MAR, SP←SP-1
3
プッシュ命令の制御信号とデータの流れ(2)
bA bB
A/S_op
F
bC
Mem
IAa BPAbSD c0123aLR Fcn GiPAmDdSsD srw
Push1:
*
; mem(SP)←SDR
4
POP命令の実行制御状態
*
*
5
ポップ命令の制御信号とデータの流れ(1)
bA bB
A/S_op
F
bC
Mem
IAa BPAbSD c0123aLR Fcn GiPAmDdSsD srw
Dec-Pop0:
*
; if POP = 1
then {SDR←mem(SP),
6
SP←SP+1}
ポップ命令の制御信号とデータの流れ(2)
bA bB
A/S_op
F
bC
Mem
IAa BPAbSD c0123aLR Fcn GiPAmDdSsD srw
Pop1:
; GRA←SDR, PR←PR+1
*
7
ポップ命令の実行ステップの
タイムチャート
*
bA
IAa
Dec-Pop0:000
Pop1:000
bB
BPAbSD
000010
000001
A/S_op
c0123aLR
10111000
00010000
F
Fcn
000
000
bC
GiPAmDdSsD
0000000111
1110000000
Mem
srw
110;
000;
8
割り込み(interrupt)

割り込み：
*

割り込みの種類
– 内部割り込み(internal interrupt)
– 外部割り込み(external interrupt)
9
内部割り込み
*
発生する
割り込み（割り出し，ソフトウェア割り込みともいう）
演算例外

*
–
不正命令違反

–
定義されていない命令コードの使用
メモリ保護違反

–
SVC (supervisor call)

–

*
ユーザプログラムから OS へ処理を依頼
その他
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外部割り込み
*
割り込み（ハードウェア割り込みとも言う）

マシンチェック割り込み
–

*
入出力割り込み
–
入出力装置からの動作終了通知，異常通知など
11
割り込み処理の実行制御
PSW (program status word) の退避

–
–


*
ユーザプログラムが使用しているメモリの内容
割り込み処理
PSW の回復

サブルーチンの実行制御に類似
12
COMETⅡの SVC 命令

SVC adr [,x]
*

<例>：
– データの入力： SVC 1
– データの出力： SVC 2

命令実行後の汎用レジスタとフラグレジスタの内
容は不定
13
SVC 命令を含めた実行制御を表す状態図
SVC命令の実効アドレス計算の後に要するステップ数は

–
データ転送方式に依存
*
14
入出力アーキテクチャ

入出力命令や入出力装置の構成・仕様
– 多様な方式あり
– コンピュータシステムの規模による違い大



*
*
重要な二つの視点
– 入出力命令の実現方式
– データ転送方式
15
入出力命令の実現方式による分類

入出力専用命令による入出力(I/O mapped I/O)
–
–

*
命令セットアーキテクチャの設計から考慮
メモリマップド入出力 (memory mapped I/O)
–
–
–
–
–
*
Load 命令，Store 命令などでデータ転送
ハードウェア量小
拡張性大
現在の PC, WS で採用
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データ転送方式による分類

プログラム制御入出力(programmed I/O)
–
–
–

*
入出力動作がプロセッサの性能に影響
少量のデータ転送向け
DMA (Direct Memory Access)
–
–
–
–
*
メモリと入出力装置間のデータ転送が
プロセッサと非同期
*
転送終了後プロセッサへ
データのバースト転送（大量転送）
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プログラム制御入出力方式と DMA 方式
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本講義の積み残しの話題

メモリアーキテクチャ
–
– 仮想メモリ

*
ネットワークアーキテクチャ
*
–
– 各種プロトコル
その他
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