Функциональная схема

Для выполнения своих функций ЦУУ содержит:

1. регистр команд RGK с полем кода операции КОМ и полем адреса АДР

2. Счетчик адреса команд СТАК

3. Управляющий автомат МПА.

4. Дешифратор кода DCКОП

5. Операционный юлок (ОБ), в которых входят сумматор адреса, схемы анализа режимов работы: готовности памяти и периферии к обмену информации, запросов прерываний и прямого доступа к памяти; интерфейсные схемы и другие

6. Пульт управления «Пульт»

Регистр команд RGK предназначен для приема команды из ОП и хранения ее на протяжении рабочего цикла. В зависимости от типа машин и сложности операции команда может иметь длину от 1 до 10 и более байтов. В зависимости от длины шины выборки данных за одно обращение к ОП может считываться вся команда, ее часть или несколько команды.

Счетчик адреса команд СТАК предназначен для определения адреса команды. После считывания текущей команды содержимое СТАК автоматически увеличивается на константу, равную длине команды в байтах.

Микропрограммный автомат МПА1 расшифровывает команды и обеспечивает управляющими сигналами выполнение программной части, а МПА2 – выполнение собственно микропрограмм операций в АЛУ. Каждый из автоматов может строиться на основе съемной или программируемой логики. При централизованном управлении оба автомата объединяются в единый МПА.

Сумматор адреса служит для формирования исполнительных адресов операндов и результата операций по информации, содержащейся в коде команды. В общем случае исполнительные адреса получают сложением трех компонентов: базового адреса и индекса, расположенных в блоке РОН, и кода смещения в команде.

Пуль управления «Пульт» предназначен для управления работой компьютера пользователем. Он содержит клавиатуру, переключающие кнопки и средства индикации для визуального контроля состояния отдельных устройств и проведение профилактики. На клавиатуре «Пульта» набирается команда ввода и адрес первой команды программы, которая должна выполнятся после нажатия на кнопку ЗАПУСК (или любой кнопки). Эта информация поступает в ЦУУ, которое управляет вводом с магнитных дисков программы и исходных данных в ОП. После окончания ввода программы ЦУУ пересылает в счетчик СТАК адрес первой предназначенной для выполнения команды.

Функционирование компьютера состоит из рабочих циклов; каждый из которых соответсвует выполнению одной команды программы

В каждом рабочем цикле в общем случае выполняются следующие типовые действия:

1) выборка из ячейки ОП команды, которая должна выполнятся и формирование адреса следующей команды. При этом содержимое счетчика адреса СТАК пересылается в регистр адреса памяти RGAОП. Считанный по данному адресу код поступает в регистр данных памяти, а оттуда пересылается в регистра команд RGK, после чего содержимое счетчика адреса СТАК увеличивается на константу – длину команды в байтах.

2) формирование исполнительных адресов и считывание по ним операндов из ОП. Содержимое адресной части команды пересылается ОБ, где вырабатываются исполнительные адреса. Считанные операнды поступают в ОА и хранятся в блоке РОН;

3) расшифровка кода операции в МПА2: выполняется последовательность микроопераций, которые определены микропрограммой данной операции и запись результата в память или в РОН.

4) выработка в МПА2 сигнала конца операции. Переход к п.1

При каждом обращении к памяти проверяется сигнал готовности «Гт» памяти к обмену информацией. Обмен (считывание или запись) возможен при «Гт»=1, иначе процессор перейдет в режим ожидания. После каждого обращения к ОП проверяется наличие сигнала запроса прямого доступа к памяти, если такой сигнал имеется, то процессор переключает свои шины доступа к памяти. После окончания каждой команды проверяется наличие сигнала запроса на прерывание программы от периферии.

При запросе на управление выполняется процедура реализации подпрограммы обслуживания того внешнего устройства, которое установило запрос на прерывание. После обслуживания внешнего устройства компьютер возвращается к выполнению прерванной программы.

Устройства управления ЭВМ (УУ) предназначены для обеспечения работы всех узлов и устройств ЭВМ.

Функции УУ:

1. Организация пуска и останова ЭВМ;

2. Определение очередности выборки команд из оперативной памяти;

3. Формирование последовательностей управляющих сигналов для выполнения команд;

4. Обеспечение работы ЭВМ в различных режимах;

В общем случае УУ имеет распределенную структуру:

ЦУУ – центральное устройство управления.

Основные функции (при выполнении программы):

- формирование адреса очередной команды;

- выборка команды из соответствующего внешнего устройства;

- формирование управляющих сигналов;

- обеспечение преобразования информации в соответствии с выполняющейся командой.

МУУ – местное устройство управления. Получает сигналы от ЦУУ и обеспечивает их выполнение в соответствии с особенностями конструкции данного внешнего устройства.

Команда реализует последовательность микроопераций. Физически микрооперации реализуются при помощи некоторых физических сигналов – сигналов управления (управляющих сигналов).

КОП – коды операций

Существуют различные структуры команд в зависимости от числа полей в адресной части: одноадресные, двухадресные, многоадресные.

Коды модификаций – коды адреса операнда.

При обращении к ОЗУ процессор должен выставить на шину адреса физический адрес.

Коды модификаций содержат информацию, необходимую для вычисления процессором физических адресов на основании логических адресов.