61. Управляющий автомат с жесткой логикой.

К од операций (КОП), хранящийся в регистре команды, используется для определения того, какие сигналы управления и в какой последовательности должны формироваться. При этом, желательно иметь в УУ отдельный логический сигнал для каждого кода операции (IK). Это может быть реализовано с помощью дешифратора.

Сигналы управления, по которым выполняется микрооперация, должны вырабатываться в строго определенные моменты времени, поэтому все сигналы управления "привязаны" к импульсам синхронизации. Счетчик тактов сбрасывается (устанавливается в состояние Т1) по окончании цикла очередной команды. Цикл команды может потребовать разного количества тактов. На каждом такте вырабатывается своя микрокоманда, состоящая из нескольких сигналов управления. Дополнительным фактором, влияющим на выработку сигналов управления, являются флаги.

62. Каноническая структура процессора.

Каноническая (основополагающая) структура процессора состоит из операционного и управляющего автоматов, которые вместе обеспечивают выполнение заданного набора процессорных операций: последовательную выборку команды из оперативной памяти; декодирование кода операции; определение операндов, с которыми работает команда; выполнение предписанной командой операции; возможно, сохранение результата операции; определение адреса следующей команды. Естественно, что выборка команд и данных происходит из оперативной памяти, поэтому оперативная память, входящая вместе с процессором в ядро компьютера, включена в состав канонической структуры процессора. Чтобы упростить понимание рисунка, определяющего структуру операционного автомата, представляющего часть процессора, ограничимся рассмотрением основных деталей операционного автомата, а управляющий автомат будем представлять одним прямоугольником, понимая, что функции управляющего автомата весьма многогранны и описывают управление процессами выполнения многих десятков, а в ряде случаев и сотен различных команд. Так, оставим без внимания все вопросы организации мультипрограммирования в компьютере, обработку прерываний и другие сложные для восприятия моменты организации компьютера как целостной системы.

К аноническая структура процессора изображена на рис. Операционный автомат процессора состоит из трех частей: арифметико-логического устройства АЛУ, регистров специального назначения (РСН) и регистров общего назначения (РОН). Эти части связаны между собой с помощью трех шин – шин А, В и С, управляемых множеством сигналов Y={{y_A}, {y_B}, {y_C}, {y_АЛУ}, ЧТОП, ЗПОП, ЗОП}, формируемых управляющим автоматом процессора.

63. Цикл выполнения машинных команд и его фазы.

Цикл выполнения машинной команды. Для реализации одной команды требуется выполнить определенное количество микрокоманд, каждая из которых инициируется одним тактовым импульсом. Общее число тактовых импульсов, требуемых для выполнения команды, определяет время ее выполнения, называемое циклом команды. Цикл команды обычно включает один или несколько машинных циклов. Устройство управления базовой ЭВМ может находиться в четырех возможных состояниях: выборки команды, выборки адреса, исполнения и прерывания. Длительность каждого из этих четырех состояний определяет время выполнения соответствующего машинного цикла. Более подробно в 23 пункте.