Организация цп. Машинные команды. Концепция хранимой программы.

ЦП состоит из двух частей: арифметико-логического блока, включающего схемы для обработки данных, и блока управ­ления, который содержит схемы, координирующие деятельность всей машины. Для временного запоминания информации в ЦП имеются ячейки, называе­мые регистрами. Регистры общего назначения используются для временного хранения данных, обрабатываемых в ЦП. В них сохраняются входные данные для схем арифмети­ко-логического блока. Кроме того, эти регистры используются для размещения результатов, полученных при выполнении операций. Для обработки информа­ции, сохраняемой в ОП, блок управления должен органи­зовать передачу данных из памяти в регистры ОН, а также ука­зать АЛБ, в каких регистрах содержатся необходи­мые входные данные, активизировать соответствующие электронные цепи в этом блоке, а также указать АЛБ тот регистр, в который должен быть помещен результат.

Машинные команды делятся на три категории: команды передачи данных, арифметические и логические команды, а также команды управления.

Процедура выполнения команд передачи данных больше напоминает копирование информации с одного места в другое, а не обычное их перемещение. За­прос на заполнение регистра общего назначения содержимым ячейки памяти обычно называют командой загрузки (LOAD), а запрос на передачу содержимого регистра в ячейку основной памяти — командой сохранения (STORE). Вторую, очень важную группу команд этой категории составляют команды связи с устройствами, выходящими за рамки интерфейса ЦП-основная память. Эти команды отвечают за выполнение в машине операций вво­да/вывода.

Третья категория состоит из команд, предназначенных для управления ходом выполнения программы. Данная категория включает много команд, например группа ко­манд перехода (JUMP) или ветвления (BRANCH). Они используются для перенаправле­ния управляющего блока на выполнение команды, отличной от той, которая является очередной в выполняемой последовательности. Команды перехода реали­зуются в двух вариантах: команды безусловного перехода и команды условного пе­рехода.

Концепция хранимой программы: у машины есть доступ как к программам, так и к данным, хранящимся вместе в памяти компьютера в закодированном виде.

Логические и арифметические операции. Операции сдвига. Маскирование

Ко второй категории относятся те команды, которые указывают БУ на необходимость запросить выполнение определенных действий арифме­тико-логического блока: обычные логические операции AND,OR,XOR. В основном они используются для манипуляции отдельными битами некоторого регистра общего назначения; при этом состояние остальных регистров остается неизменным.

Другая группа операций, реализованная в большинстве типов арифметико-логических блоков, состоит из команд, позволяющих перемещать содержимое регистров влево или вправо в пределах самих этих регистров. Такие операции называются операциями сдвига (SHIFT) или вращения (ROTATE), в за­висимости от того, что происходит с битами, выходящими при перемещении со­держимого регистра за его пределы. При операции сдвига эти биты просто от­брасываются, а при операции вращения — биты, покидающие пределы регистра с одного конца, помещаются во вновь вставляемые позиции на другом конце ре­гистра. (Иногда последняя операция называется циклическим сдвигом.). Операции сдвига и вращения (циклического сдвига) позволяют перемещать биты в регистре и часто используются для решения проблем выравнивания, на­пример при подготовке значения байта к последующим операциям маскирования или манипулирования значением мантиссы в представлениях с плавающей точ­кой. Классификация этих операций производится по направлению движения (вправо или влево), а также с учетом того, является сдвиг циклическим или нет.