Выбор системы операций

Выбор оптимальной системы операций является сложной задачей. Основные трудности в ее решении связаны с установлением точной функциональной зависимости показателей эффективности С, F, Р от состава СО. Поэтому найти чисто формальный метод выбора оптимальной СО пока не удается, а существующие подходы к ее решению основываются на комбинации формальных и эвристических приемов. Используемые в настоящее время методы разработки системы команд можно классифицировать следующим образом.

• На основе существующих аналогов, применяемых для решения задач данного класса.

• На основе статистики использования отдельных команд в «старых» вычислительных машинах. Подобная статистика уже заложена во многие общепризнанные контрольно-оценочные тесты, такие, например, как смесь Гибсона или SPEC.

• Сориентацией на языки программирования высокого уровня. Выбор системы операций направлен на реализацию типовых операторов языков программирования. Подобные попытки можно встретить в вычислительных машинах фирм Wang, Hewlett-Packard, Tektronix, IBM.

• На основе формализации и систематизации. Сущность этого метода поясняет рис. 10. 3.

Рис. 10.3. Метод формализации и систематизации

• На базе метода группировки. Для упрощения декодирования и повышения производительности все операции группируются (арифметические, логические, передачи управления и т. д.). Выбор состава операций во многом зависит от принципа группировки и возможности извлечения из нее реальных выгод.

• На основе восходящей совместимости в рамках семейства вычислительных машин. Новая система операций должна быть надмножеством старой системы, причем пересечение множеств должно быть существенным.

• Опираясь на требования пользователя.

• На основе метода условной интерпретации. С учетом соотношения «стоимость/ производительность» определенные команды реализуются аппаратно или микропрограммно. Как интерпретация команд, так и метод их реализации выбираются из условий полезности данных команд, стоимости и производительности. В качестве примеров рассмотрим два способа решения задачи выбора оптимальной системы операций, соответствующие упомянутым выше принципам.