Как найти форматы команд

Ищем путь до линукс команд, как профессионалы

Один из самых распространённых вопросов от подписчиков — как получить путь к команде Linux, которую только что установили в систему с помощью пакетного менеджера, например, команды apt или DNF. Много новых разработчиков переходит к нам из мира Windows, и для многих это первый опыт использования Linux. Некоторые используют WSL (подсистему Linux в Windows 10), а остальные работают с облачными серверами напрямую по SSH. Рассмотрим ряд распространённых команд, с помощью которых можно отобразить список команд Linux или получить к ним путь.

▍ Что такое команда Linux?

Пользовательский интерфейс Windows по умолчанию графический. Однако у ОС Linux на стороне сервера по умолчанию текстовый интерфейс. Поэтому часто используются такие термины как Bash, оболочка пользователя, консоль, приглашение командной строки, терминал и так далее. Все они относятся к текстовому интерфейсу.

К примеру, в MS Windows-приложения запускаются через кнопку «Пуск». У терминала Linux назначение схожее, но туда вводятся инструкции, известные как команды Linux. Итак, вызываем терминал Linux сочетанием клавиш Ctrl–Alt–T. Затем вводим простую команду — например date, чтобы просмотреть текущую дату и время. Текст команды вводится только строчными буквами. Для запуска команды надо нажать кнопку Enter:

date, pwd, hello и ping — это команды Linux.

▍ Различные типы команд Linux

Команды Linux, которые вводят в терминал, бывают разных типов:

1. Внутренняя или встроенная, команда оболочки.
2. Внешняя команда / исполняемый файл.
3. Функция оболочки.
4. Псевдоним.
5. Ключевое слово.

▍ Как определить тип команды Linux

Чтобы просмотреть путь к любой команде Linux, достаточно ввести в терминал команду type. С её же помощью можно узнать тип целевой команды: встроенная команда оболочки, псевдоним, функция или внешняя. Синтаксис следующий:

type command
type -t command
type -a command

Например, давайте выясним тип команды pwd:

type pwd
type date
type hello
type ping
 
# Display a single word which is one of 'alias', 'keyword', 'function', 'builtin', 
# 'file or '' , if command is an alias, shell reserved word, shell function, shell builtin, 
# disk file, or not found, respectively
type -t ping
type -t if
type -t vi
type -t nano
 
# The '-a' option shows all locations containing an executable named ping
type -a ping

▍ Что такое переменная $PATH?

В Linux и Unix-подобных системах переменная PATH содержит перечень путей, по которым хранятся исполняемые программы, например ping, date, vi, docker и так далее. Чтобы просмотреть текущую переменную path, воспользуйтесь командой echo /printf:

echo "$PATH"
 
# OR
#
# More human readable format 
#
echo "${PATH//:/$'n'}"

Вот что отображается у меня:

/home/vivek/google-cloud-sdk/bin
/home/vivek/.local/bin
/home/vivek/bin
/usr/local/sbin
/usr/local/bin
/usr/sbin
/usr/bin
/sbin
/bin
/usr/games
/usr/local/games
/snap/bin

Для просмотра всех исполняемых файлов в папке /bin/, выполните команду ls следующим образом:

ls /bin/
ls -l /bin/

▍ Как отобразить информацию о командах

Чтобы получить путь к команде Linux, введите command следующим образом:

command -v date
command -v pwd
command -v ping
command -v docker

▍ Как найти команду Linux

А ещё можно легко получить путь к команде Linux с помощью команды which. Пример:

which gcc
which nano

Чтобы отобразить все возможные совпадающие пути, воспользуйтесь опцией -a:

which -a ls

▍ Получаем путь к команде или man-странице Linux

Чтобы найти двоичный файл, исходный код и man-страницу какой-либо программы или команды на диске, используйте команду whereis в следующем синтаксисе:

whereis command
whereis gcc
whereis docker
whereis lxc
whereis vim

Надо, чтобы отображались только двоичные файлы? Есть вот такой вариант:

whereis -b ls

Ищете только руководства и справочные страницы? Проще простого:

whereis -m date
whereis -m gcc

▍ Команды find и locate

Файлы можно также искать по имени файла. К примеру, так будет выглядеть поиск файла, в имени которого содержится слово ‘date’:

locate -b 'date'
## OR ##
find / -name "date" -ls
# sudo for all files 
sudo find / -name "date" -ls

Результаты выполнения команды locate:

/snap/core/11316/bin/date
/snap/core/11420/bin/date
/snap/core18/2066/bin/date
/snap/core18/2074/bin/date
/snap/core20/1026/usr/bin/date
/snap/core20/1081/usr/bin/date
/usr/bin/date
/usr/lib/byobu/date

▍ Вывод справки о командах Linux

С этим нам помогут команды whatis, help, man или info.

Команда whatis:
К каждой команде Linux прилагается man-страница (руководство, описывающее способ применения и синтаксис команды). Кроме того, справка содержит краткое описание команды. Для поиска по названиям man-страниц используется команда whatis. Она отображает описания команд для любых названий, введенных в краткой форме:

whatis ls
whatis clear
whatis date
whatis gcc

Для всех внешних команд используются команды man или info, которые выводят на экран подробное руководство:

man date
man ls
man gcc
man bash
info ls
info bash
man which

Для ключевых слов и встроенных команд Bash используется команда help:

help if
help exit
help logout
help type
help command

▍ В качестве заключения

Основная проблема, с которой сталкиваются новоиспечённые пользователи Linux — поиск команд. Но благодаря этому доступному руководству вы теперь умеете получать путь к нужным командам и даже выводить справку о них в формате man-страниц. Предположим, вы установили Docker на сервер Ubuntu. Получить путь к этой системе и изучить руководство можно с помощью следующих команд:

whatis docker
whereis docker
type -a docker
which docker
find / -iname "docker"
locate -b 'docker'
man docker

Если вы работаете с сервером Debian или Ubuntu Linux, вам пригодятся следующие две команды. Отобразить список всех файлов, установленных на сервер пакетом Docker, можно командой dpkg:

dpkg -L docker-ce
dpkg -L docker-ce | more

Результат:

/.
/etc
/etc/default
/etc/default/docker
/etc/init
/etc/init/docker.conf
/etc/init.d
/etc/init.d/docker
/lib
/lib/systemd
/lib/systemd/system
/lib/systemd/system/docker.service
/lib/systemd/system/docker.socket
/usr
/usr/bin
/usr/bin/docker-init
/usr/bin/docker-proxy
/usr/bin/dockerd
/usr/share
/usr/share/doc
/usr/share/doc/docker-ce
/usr/share/doc/docker-ce/README.md
/usr/share/doc/docker-ce/changelog.Debian.gz

Вывести на экран информацию о пакете Docker можно с помощью команды apt:

apt show docker-ce

Результат:

Package: docker-ce
Version: 5:19.03.13~3-0~ubuntu-bionic
Priority: optional
Section: admin
Maintainer: Docker <support@docker.com>
Installed-Size: 107 MB
Depends: docker-ce-cli, containerd.io (>= 1.2.2-3), iptables, libseccomp2 (>= 2.3.0), libc6 (>= 2.8), libdevmapper1.02.1 (>= 2:1.02.97), libsystemd0
Recommends: aufs-tools, ca-certificates, cgroupfs-mount | cgroup-lite, git, pigz, xz-utils, libltdl7, apparmor
Conflicts: docker (<< 1.5~), docker-engine, docker-engine-cs, docker.io, lxc-docker, lxc-docker-virtual-package
Replaces: docker-engine
Homepage: https://www.docker.com
Download-Size: 22.5 MB
APT-Manual-Installed: yes
APT-Sources: https://download.docker.com/linux/ubuntu bionic/edge amd64 Packages
Description: Docker: the open-source application container engine
 Docker is a product for you to build, ship and run any application as a
 lightweight container
 .
 Docker containers are both hardware-agnostic and platform-agnostic. This means
 they can run anywhere, from your laptop to the largest cloud compute instance and
 everything in between - and they don't require you to use a particular
 language, framework or packaging system. That makes them great building blocks
 for deploying and scaling web apps, databases, and backend services without
 depending on a particular stack or provider.
 
N: There are 29 additional records. Please use the '-a' switch to see them.

Надеюсь, новым пользователям и разработчикам Linux эти команды окажутся полезны.

В статье пойдет речь об инструменте командной строки в Windows, основных принципах работы с ней и наиболее полезных командах, которые способны существенно облегчить работу с операционной системой.

Оглавление

• Командная строка в Windows: CMD и PowerShell
• Как открыть командную строку
• Как вводить cmd команды
  • Как вывести результат команды из CMD в текстовый файл
  • Как применить команду сразу к нескольким файлам
  • Как вызвать подсказку
• Команды cmd с файлами
  • Стандартные действия с файлами – создание, удаление, копирование и пр.
  • Сравнить два файла – FC и COMP
  • Найти слово в файле – FIND
  • Создать файл определенного размера – FSUTIL FILE CREATENEW
  • Удалить отметку последнего открытия файла – FSUTIL BEHAVIOR SET DISABLELASTACCESS 1
• Посмотреть информацию о компьютере, ОС и т. п.
  • Проверить свободное место на диске – FSUTIL VOLUME DISKFREE C:
  • Установленные драйверы – DRIVERQUERY
  • Все сведения об операционной системе – SYSTEMINFO
• Выполнить диагностику Windows
  • Проверить диск на ошибки – CHKDSK
  • Проверка системных файлов – SFC
• Поменять настройки Windows
  • Включить или отключить гибернацию – POWERCFG /H <ON|OFF>
  • Настройки конфигурации системы – MSCONFIG
  • Редактировать реестр – REGEDIT и REG
• Сетевые команды CMD
  • Настройка протокола IP – IPCONFIG
  • Узнать имя компьютера – HOSTNAME
  • Диагностика сети: пинг и трассировка – PING, TRACERT, PATHPING

Командная строка в Windows: CMD и PowerShell

Командная строка (она же консоль или интерпретатор команд) – это программа для управления операционной системой посредством ввода специальных текстовых команд. В Windows 10 есть два инструмента командной строки: cmd.exe и PowerShell. И если cmd была еще в самых древних версиях системы, то PowerShell появилась в Windows уже после 2005 года. Она выполняла те же функции, что и cmd, выглядела почти так же, но имела более широкие возможности. У PowerShell свой, отличный от cmd.exe язык, и она рассчитана в основном на работу с так называемыми командлетами, у которых немного другой синтаксис, и почти для каждой команды cmd есть свой аналогичный командлет у PowerShell. Однако все команды cmd можно использовать в их первоначальном виде в PowerShell.

Как открыть командную строку

Есть куча способов вызвать командную строку. Рассмотрим несколько из них. Обратите внимание, что для использования некоторых команд требуется запустить командную строку с правами Администратора, поэтому сразу наматывайте на ус, как это делается.

Вызываем CMD в Widows 10

• Меню «Пуск» > Из списка программ выбираем «Служебные» > Жмем правой кнопкой мыши по пункту «Командная строка» > Выбираем пункт «Дополнительно», а в нем «Запуск от имени Администратора».

• Нажмите комбинацию клавиш «Win + R» > в появившемся окне «Выполнить» вбиваем «cmd» и жмем Enter, а если хотим запустить программу с правами Админа, то жмем «Ctrl + Shift + Enter».

• В Поиске (рядом с меню «Пуск») набираем «Командная строка» или «cmd», и в результатах выбираем вариант запуска программы от Администратора.

Вызываем PowerShell в Widows 10

• С помощью двух предыдущих способов можно также вызвать и PowerShell, если вписать его название вместо cmd.

• Правый клик по меню «Пуск» > в выпавшем меню выбираем запуск Windows PowerShell от Администратора.

Как вводить cmd команды

Общий порядок ввода команды в строку следующий:

1. Сначала вводим основную команду;
2. Если у нее есть дополнительные параметры, вводим их через пробел и знак слэш — /
3. Далее, если требуется, прописываем путь к нужному файлу, начиная с корневой директории. Если в названиях промежуточных папок этого пути встречаются пробелы, то весь путь заключаем в кавычки. Например: «C:UsersUSERNAMEDesktopСписок команд cmd.txt»
4. После того, как мы написали команду со всеми доп. параметрами, нажимаем Enter, чтобы начать ее выполнение.

Не имеет значения, в каком регистре писать команды, но почему-то сложился обычай писать их в верхнем.

Например, чтобы посмотреть список установленных на компьютере драйверов устройств необходимо выполнить команду DRIVERQUERY. Но если вы еще хотите увидеть в этом списке подробную информацию об их состоянии, введите через пробел после команды дополнительный параметр /V. А чтобы эти данные выводились в формате таблицы, пропишите в команде еще один параметр /FO TABLE. Итоговая запись будет выглядеть так: DRIVERQUERY /V /FO TABLE

Как вывести результат команды из CMD в текстовый файл

«>» – Вывод данных результата выполнения команды в отдельный файл.

«>>» – Записать данные результата выполнения команды в конец существующего файла.

Если хотите вывести данные о драйверах не на экран консоли, а в текстовый файл, то после команды со всеми доп. параметрами пропишите знак «>» и далее пропишите путь к файлу.
Пример: DRIVERQUERY /V /FO TABLE > C:UsersLohmachDesktopДрайверы.txt

Если файла не существует, то он будет создан, если такой файл уже есть, то данные в нем перезапишутся.

Для того, чтобы файл не перезаписывался, а дополнялся новыми данными в конце, пропишите знак «>>» перед указанием пути к файлу. Например, выведем в конце нашего файла «Драйверы.txt» список только подписанных драйверов. Прописываем команду: DRIVERQUERY /SI >> C:UsersLohmachDesktopДрайверы.txt

Как применить команду сразу к нескольким файлам

*.* – обращение ко всем файлам каталога
*.txt – обращение ко всем файлам только формата txt

Указав знак * вместо имени конкретного файла, вы сможете одной командой сразу «убить всех зайцев». Например, чтобы переместить все файлы из папки «Работа» на диске C в папку «Все рабочие файлы» на диске D с помощью команды MOVE, сделайте запись в командной строке такого типа: move «C:UsersUSERNAMEДокументыРабота*.*» «D:Все рабочие файлы»

Как вызвать подсказку

Для работы с CMD совсем необязательно знать список всех команд и их свойств. Если ввести в консоли HELP – отобразится полный список cmd команд c их кратким описанием. А чтобы получить подсказку по конкретной команде, введите через пробел после нее /?, и на экран выведется ее описание и варианты дополнительных параметров с примерами.

В PowerShell вызвать список поддерживаемых cmd команд с помощью HELP уже не получится.

Итак, посмотрим, что полезного можно сделать с командной строкой.

Команды cmd с файлами

У консоли полно команд для удаления, перемещения, копирования, открытия, создания файлов и папок. Но вряд ли они будут вам полезны, если только не накрылась ваша операционка, и с помощью обычных графических средств работать с файлами невозможно. На этот случай приведу вам списочек таких команд. Для большинства из них требуется указать пути к файлам. Рекомендую сверяться с инструкцией как вводить команды.

• MOVE – перемещает файл из одного места в другое.
• COPY – копирует файлы/папки в указанное место.
• DEL или ERASE – удаляет файлы.
• RD или RMDIR – удаляет папки.
• DIR – показывает список файлов в заданном каталоге. Выведите подсказку /?, чтобы посмотреть все варианты сортировки файлов.
• MD или MKDIR – создает новую папку. Если в указанном пути к папке будут отсутствовать промежуточные каталоги, то система их создаст автоматически.
• PRINT – выведет указанный файл на печать.
• TYPE – выведет содержимое текстового файла на экран консоли.
• REN или RENAME – переименует файл или каталог. Команду следует прописать в таком формате: REN «путь к файлу/папке, которую следует переименовать» «новое имя указанного файла/папки».
• REPLACE – выполняет замену файлов в каталоге. Полезно для синхронизации данных на дисках. Дополнительный параметр /U заменяет в указанном каталоге исходные файлы на новые, если время последнего изменения этих файлов будет различно. Параметр /A добавит в указанный каталог только те файлы, которых нет в другом.

Вышеперечисленные действия, безусловно, удобнее выполнять с помощью файлового проводника Windows, а теперь посмотрим на команды, которым нет аналога в графическом интерфейсе.

FC и COMP – команды сравнивают два файла или группы файлов и выводят на экран результат этого сравнения с кратким сообщением о найденных (или нет) различиях.

FIND – ищет слова/строки в указанном файле (или сразу в нескольких) и выдает строки, в которых они содержатся.

FSUTIL FILE CREATENEW «тут путь файла» [тут размер файла в байтах] – создаст новый файл строго указанного размера. Может пригодиться в разных целях: для теста скорости передачи данных, или чтобы зарезервировать место на диске, забив его файлом нужного размера.

FSUTIL BEHAVIOR SET DISABLE LASTACCESS 1 – отключает формирование отметки о времени последнего использования файла. Полезно, если вы решили увеличить быстродействие своего компьютера: файлы и папки будут открываться быстрее. Но будьте осторожны: перестанут правильно работать программы для резервного копирования файлов, использующих такие отметки. Снова включить обновление отметок последнего доступа к файлу можно той же командой, изменив 1 на 0.

Посмотреть информацию о компьютере, ОС и т.п.

FSUTIL VOLUME DISKFREE C: – запрос свободного пространства на диске C (можно указать любой другой). Более подробную информацию о распределении пространства на указанном диске вы можете получить по команде fsutil volume allocationreport C:

DRIVERQUERY – выводит на экран список всех драйверов устройств. Наиболее интересные параметры команды:

• /V – показать подробную информацию о состоянии драйверов.
• /SI – покажет список только драйверов, имеющих цифровую подпись.

SYSTEMINFO – показывает всю информацию о компьютере: версию ОС, код продукта, инфу о процессоре, объем физической и виртуальной памяти, IP-адрес и прочее.

Выполнить диагностику Windows

CHKDSK (запуск от имени Администратора) – проверяет диск на ошибки. При использовании параметра /f – также исправляет их, а если еще в дополнение к нему указать параметр /r, то система найдет поврежденные сектора на диске и попытается восстановить уцелевшие данные с них. После команды через пробел укажите имя диска, а после него – дополнительные параметры. Учтите, что для проверки диска C потребуется перезагрузка системы. После введения команды CHKDSK C: /f консоль предложит вам выполнить ее.

SFC – Команда используется только в сочетании с дополнительными параметрами:

• SFC/verifyonly – сканирует систему на предмет поврежденных системных файлов.
• SFC/scannow – производит восстановление обнаруженных повреждений.

Запускать команду необходимо от имени Администратора, а после сканирования перезагрузить систему. Те файлы, которые системе не удалось восстановить, можете поискать в интернете или скопировать из аналогичной ОС той же версии.

Поменять настройки Windows

POWERCFG /H ON – включить режим гибернации.
POWERCFG /H OFF – отключить режим гибернации.

Для использования команды нужны права Администратора. В режиме гибернации компьютер перед отключением системы записывает все данные из оперативной памяти на жесткий диск и при следующем включении компьютера снова загружает их в оперативную память, так что вы можете начать работу с того же места, где ее закончили. Полезно для владельцев ноутбуков, чтобы не потерять несохраненные данные из-за неожиданной разрядки устройства. Если острой необходимости в гибернации на своем компьютере вы не испытываете, то её лучше отключить, т.к. гибернация изнашивает жесткий диск и резервирует на нем значительное пространство, что замедляет работу компьютера. По умолчанию гибернация отключена.

Примечание: если после применения команды, вы не обнаружили пункта «Гибернация» в меню завершения работы компьютера, попробуйте проделать следующий финт ушами (работает в Windows 10):

Клик правой кнопкой мыши по иконке меню «Пуск» > Управление электропитанием > Питание и спящий режим > Дополнительные параметры питания > Действие кнопок питания > Изменения параметров, которые сейчас недоступны > Поставьте галочку в окошке «Режим гибернации» > Сохраните изменения и наслаждайтесь результатом.

После этих манипуляций кнопка «Гибернация» должна появиться в меню «Пуск» наряду с пунктами «спящий режим», «перезагрузка» и «завершение работы».

MSCONFIG – команда открывает окно с настройками конфигурации системы, в котором вы можете выбрать варианты запуска ОС (и определить, какую именно ОС вы хотите загружать по умолчанию, если у вас их установлено несколько), параметры загрузки (например, загрузку в безопасном режиме), управлять работой вспомогательных служб системы (возможно, отключить что-то лишнее), а через раздел «Сервис» вызвать информацию о системе, запустить устранение неполадок Windows, посмотреть и настроить параметры сети, зайти в редактор реестра, восстановить систему из точки восстановления и прочее.

REGEDIT – команда вызывает стандартный редактор реестра Windows regedit.exe. С помощью дополнительного параметра /E удобно делать бэкап всего реестра в отдельный файл. Для этого пропишите в строке regedit /E и путь для файла. Например: regedit /e D:backup.reg

REG – позволяет редактировать реестр прямо в командной строке. Используется только в сочетании с дополнительными ключами, которые пишутся после основной через пробел без слэша. Например, можно сделать бэкап раздела реестра, прописав в консоли REG SAVE или REG EXPORT, далее через пробел путь нужного раздела реестра и через пробел путь к будущему файлу. А с подкомандами RESTORE и IMPORT можно загрузить в реестр данные из файла резервной копии.

Сетевые команды CMD

IPCONFIG – вызывает на экран информацию о вашем сетевом подключении (Ipconfig /all покажет детальные сведения): ваш IP-адрес, маску подсети, основной шлюз, список сетевых адаптеров – все, что требуется для настройки роутера. А в сочетании с доп.параметрами командой можно поменять сетевые настройки и исправить некоторые проблемы подключения.

HOSTNAME – выводит имя компа.

PING – позволяет проверить доступность узла в сети. Отправляет пакет данных к IP-адресу узла и получает от него в ответ пакет тех же данных. Если пакет от узла вернулся с потерями – это может указывать на проблему соединения. Обычно команду используют при проблемах подключения к Интернету. Тогда выполняют пингование какого-нибудь популярного сайта, например Яндекс или Google, для теста качества Интернет-соединения или пингуют IP роутера, чтобы проверить, нет ли проблем в локальной сети. Для начала диагностики, вводим в строку команду, затем IP-адрес узла или имя домена (консоль распознает IP автоматически), нажать Enter, и на экран выведется результат проведенной проверки соединения.

TRACERT – команда выполняет трассировку маршрута данных (так называемых пакетов) до конечного сервера, выводит на экран IP-адреса промежуточных узлов (т.е. всех маршрутизаторов встречающихся на его пути) и время прохождения этого сигнала между ними. Трассировка проводится для диагностики неполадок в сети, т.к. помогает определить, на каком узле прерывается цепь передачи данных.

PATHPING – сочетает в себе функционал двух предыдущих команд Tracert и Ping, одновременно выполняя трассировку маршрута до конечного IP-узла с отправкой пакетов данных к каждому из промежуточных. Так вы можете увидеть на каком из них происходит больше всего потерь данных.

Три последние команды незаменимы при обнаружении проблем с интернетом. Часто техподдержка провайдера просит предоставить им результат проверок, выполняемых этими командами, особенно PATHPING.

Упражнение 1.

А напоследок давайте потренируемся вводить команды в консоль.

Запустите программу cmd.exe от имени Администратора и введите команду: «SHUTDOWN /s /f /t 30» Нажмите клавишу Enter.

Поздравляю! Вы успешно выполнили упражнение и в полной мере усвоили материал. Больше учиться вам нечему. На этом и закончим наш вводный курс.

1. Команды эвм

Команды ЭВМ
могут быть самые разнообразные. Мы в
первую очередь рассмотрим команды с
двумя операндами типа сложение и
умножение.

Что в общем
случае входит в команду? Команда должна
указывать:

1. Операцию,
   подлежащую выполнению;

2. Адреса
   операндов, над которыми производится
   операция (именно адреса, а не сами
   операнды!!!);

3. Адрес, по
   которому следует записать результат
   операции (адрес результата);

4. Адрес
   следующей выполняемой команды.

По сути, команда
состоит из двух частей: кода операции
и адресной части.

OP	Адресная часть

Рис.
1.2. Общий вид команды

1. Формат команды

Формат команды
– это структура команды, то есть
количество и назначение полей команды,
а также разрядность каждого поля и
команды в целом.

Для команды в
процессоре отводится отдельный регистр
– IR. По-английски команда
– это инструкция. По-русски этот регистр
обозначается РК – регистр команды.
Таким образом, в ЭВМ имеются два регистра
для обращения к памяти – MAR
– регистр адреса памяти, MDR
– регистр данных памяти и теперь
добавляем в ЭВМ еще регистр команд –
IR.

Рассмотрим,
как изменялись форматы команд при
развитии ВМ.

1. История форматов команд

Вначале
использовались команды, имеющие формат,
показанный на рис.1.3. ЭВМ, использующие
данный формат команд, назывались
четырехадресными, в соответствии с
количеством полей в адресной части
формата команды.

Рис.1.3.
Формат 4-хадресной команды: OP- код
операции, AD1, AD2 = адреса 1-го и 2-го операндов,
ADR – адрес результата, ADI – адрес следующей
команды.

Рассмотрим
некоторую учебную ЭВМ, которая содержит
16 операций и память объемом 4К ячеек.
Следовательно, для кодирования операции
достаточно 4-х разрядов (2⁴ = 16
команд), а для адресации любой ячейки
данной памяти требуется 12 разрядов
двоичного кода (4К = 2¹² = 4096 ячеек
памяти).

Таким образом,
учитывая, что поле OP
содержит 4 разряда, а все 4 адресных поля
команды содержат по 12 разрядов, получаем
52 разряда — общую разрядность 4-хадресной
команды учебной ЭВМ.

Если учесть,
что для формирования одного разряда в
регистре требуется один триггер на двух
активных элементах, а в первых ЭВМ
использовались электровакуумные лампы,
потребляющие каждая 50 Вт, то для
функционирования только одного регистра
команд в 4-хадресной ЭВМ требовалось
5200 Вт (равносильно 5 электроутюгам).
Отсюда пришли к выводу, что длинные
регистры – это плохо. За счет чего можно
уменьшить длину регистра?

Команды в
памяти ВМ располагаются, как правило,
последовательно друг за другом. Поэтому
из состава команды убрали один адрес –
адрес следующей команды – и заменили
его специальным регистром – счетчиком
команд. После выполнения очередной
команды к нему автоматически добавляется
единица, и он указывает адрес следующей
команды. Этот регистр назвали PC
– программный счетчик. Затем, при
появлении микропроцессоров и появлении
первых персональных компьютеров фирмы
Intel, аббревиатуру PC
стали использовать для обозначения
персонального компьютера. Для регистра
счетчика команд стали использовать IP
(точка инструкции). Соответственно, в
русском языке для обозначения данного
регистра используют аббревиатуры СК
(счетчик команд), САК (счетчик адреса
команды) или УК (указатель команды). Вы
должны знать, что применительно к
регистру адреса команды это одно и то
же.

В результате удаления одного
адресного поля команда стала трехадресной
(рис.1.4) и стала содержать 40 разрядов.

Рис.1.4.
Формат 3-хадресной команды: OP- код
операции,

AD1, AD2 = адреса 1-го и 2-го
операндов, ADR – адрес результата

Следовательно,
регистр стал потреблять меньше
электроэнергии, получили экономию в
количестве аппаратуры.

В дальнейшем в фирме IBM
придумали переход на двухадресные
команды. Выяснено, что в 70% случаев
результат может заменить один из
операндов, поскольку тот более не
участвует в вычислениях. Естественно,
при этом усложнился компилятор, поскольку
в оставшихся 30% случаев необходимо
сохранять значение второго операнда
для последующих вычислений. Это действие
возложили на компилятор, чтобы не
изменять программы. В результате команда
приобрела вид, показанный на рис.1.5.
причем второе адресное поле содержит
до операции адрес второго операнда, а
после выполнения операции – адрес
результата.

Рис.1.5.
Формат 3-хадресной команды: OP- код
операции,

AD1, AD2 = адреса 1-го и 2-го
операндов, ADR – адрес результата

Итого в регистре
команд осталось 28 разрядов. Но аппетит
приходит во время еды. Задумались, нельзя
ли обойтись только одним адресом
операнда? Провели исследования, которые
показали, что в большинстве случаев
результат предыдущего вычисления
используется как операнд следующего
вычисления. Поэтому в архитектуру
процессора добавили еще один регистр
– аккумулятор, который использовался
как адрес первого операнда и как адрес
результата операции (рис.1.6).

Рис.1.6.
Формат 2-хадресной команды: OP- код
операции, AD адрес операнда

При этом команда
выполняется по алгоритму:

AC
← AC ʘ
M[AD],

где
AC – аккумулятор, ʘ
— любая операция ВМ, M[AD]
– содержимое памяти по адресу AD.

Общее количество
разрядов команды уменьшилось до 16.

Наконец, сделали
следующий шаг. Придумали совсем
безадресные команды. Для этого применили
особую структуру памяти – стек. Стек –
это такая структура памяти, которая
растет вверх и используется сверху по
принципу последним пришел – первым
вышел. (LIFO – last input first output или
FILO — first input last output) (рис.1.7).

Рис.1.7.
Стековая структура

Для обращения
со стеком используются специальные
команды: PUSH – положить в
стек, и POP – взять из стека.

Соседние файлы в папке 3-й семестр

• #
• #
• #
• #
• #