5. Одношинна структура процесора комп'ютера із складною системою команд і його зв'язки з
іншими пристроями комп'ютера.
Почнемо розгляд процесора з аналізу його структури та організації роботи. Однією з найпростіших структур процесора є одношинна структура. Одношинну структуру процесора і його зв'язки з іншими пристроями комп'ютера показано на рис. 4.1. Як бачимо, до складу процесора входять пристрій керування, арифметико-логічний пристрій АЛП з вхідним РгУ та вихідним Рг2 регістрами, і регістрова пам'ять, до складу якої входять регістр команд РгК, регістр даних РгД, регістр адреси РгА, програмний лічильник ПЛ, та регістро- вий файл - стек програмно доступних регістрів РгО, Ргі... Рг(п-І). Обмін інформацією між названими пристроями здійснюється через спільну внутрішню шину процесора. Зв'язок процесора з основною пам'яттю проводиться через регістри адрес РгА та даних РгД.
Рис. 4.1. Однотипна структура процесора
РгА зберігає адресу даного або команди при зверненні до основної пам'яті. РгК зберігає команду після її зчитування з основної пам'яті. РгД зберігає операнд при його запису або зчитуванні з основної пам'яті. ПЛ - програмний лічильник, який підраховує команди та зберігає адресу поточної команди. Регістри загального призначення Рг0-Рг( п ( . регістрового файла є програмно доступними. Вони можуть використовуватися програмістом в якості адресних регістрів, індексних регістрів при виконанні операцій модифікації адрес або в якості регістрів для зберігання проміжних результатів обчислень. Більшість комп'ютерів мають в складі процесора тригери для зберігання бітів стану процесора, або як їх ще називають, прапорців. Кожен прапорець має спеціальне призначення. Частина прапорців вказує на результати арифметичних і логічних операцій: додатній результат (Р), від'ємний результат (І\т), нульовий результат (Х), перенос (С), арифметичне переповнення (V) тощо. Різні команди вказують процесору, коли встановити чи очистити ці тригери. Інша частина прапорців вказує режими захисту пам'яті. Існують також прапорці, які вказують пріоритети виконуваних програм. В деяких процесорах додаткові тригери слугують для зберігання кодів умов, формуючи регістр кодів умов. Взяті разом описані прапорці формують слово стану програми (ССП), а відповідні тригери - регістр ССП.
6. Виконання процесором операції "Вибірка слова з пам'яті".
Нехай адреса комірки основної пам'яті знаходиться в регістрі Ргі, а дані потрібно розмістити в регістрі Рг2.
Для вибірки із основної пам'яті необхідно виконати наступну послідовність операцій:
1. РгА := Ргі (запис до регістра адреси РгА вмісту регістра Ргі).
2. Зчитування (виконання операції зчитування команди з комірки основної пам'яті до регістра РгД шляхом подання сигналу Read на вхід керування режимом роботи основної пам'яті та сигналу запису до регістра РгД).
3. Чекання на сигнал підтвердження зчитування.
4. Рг2 := РгД (запис до регістра Рг2 даного з регістра РгД).
Пункт 3 виконується при асинхронному принципі обміну між процесором і основною пам'яттю, коли потрібно чекати на сигнал підтвердження зчитування. При синхронному принципі обміну чекати на сигнал підтвердження зчитування не потрібно, оскільки до подання сигналу запису в регістр РгД передбачається гарантована наявність даного на його вході.