информатика_1 / лекции / 13

УУ может выполнять следующие

действия:

•извлекать из памяти очередную команду;

•расшифровывать ее и преобразовать в последовательность необходимых действий;

•заносить в АЛУ исходные данные;

•сохранять полученный в АЛУ результат;

•обеспечивать синхронную работу всех узлов машины.

УУ также содержит несколько регистров для хранения информации, необходимой в ходе выполнения текущей команды.

Одним из наиболее важных регистров из УУ является счетчик команд, в котором формируется адрес очередной команды. Он действительно работает как счетчик: к его содержимому автоматически прибавляется некоторая константа для получения следующего по порядку адреса команды, подлежащей выполнению. Этот процесс прерывают команды переходов, которые загружают счетчик некоторым адресом перехода. В любом случае адрес команды передается в оперативную память для выборки команды.

Другой важный управляющий регистр

— регистр, характеризующий

состояние процессора, его еще

называют словом состояния

процессора (PSW). В разрядах этого регистра задают указания о режиме

выполнения программы, о блокировании прерываний, включении или отключении

механизмов защиты памяти и мн. др., в зависимости от типа и сложности

процессора.

Регистры арифметико-логического устройства и устройства управления используются процессором для обеспечения своего функционирования и недоступны программисту. Но в процессоре имеются ещё регистры общего назначения (РОН), которые могут использоваться программистами. В них может храниться как непосредственно обрабатываемая информация, так и ссылки на другие ячейки памяти (адреса ячеек памяти), где информация находится.

Кэш-память по сравнению с регистровой памятью имеет больший объём, но меньшее быстродействие. Кэш-память является буфером между оперативной памятью и процессором. В кэш-памяти хранится информация, которую процессор получил и будет использовать в ближайшее время. Кэш-память позволяет сэкономить время, которое без неё тратилось бы на пересылку данных и команд из процессора в оперативную память и обратно.

Взаимосвязь основных функциональных блоков компьютера

Переход к третьему поколению ЭВМ характеризуется, в частности, заметно более высоким быстродействием процессора. Возникло существенное противоречие между высокой скоростью обработки информации и медленной работой устройств ввода-вывода. Для решения этой проблемы возникла тенденция к освобождению центрального процессора от функций обмена информацией и к передаче их специальным электронным схемам управления работой внешних устройств. В настоящее время такие устройства называют контроллерами.

Контроллер сейчас имеет любое внешнее устройство, а

также устройства внешней памяти. Контроллер можно

рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой вверенного ему устройства по специальным встроенным программам. Такой процессор

имеет собственную систему команд. Например,

контроллер накопителя на гибких магнитных дисках

умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать или записывать сектор, форматировать дорожку и т.п. Сведения об успешности выполнения каждой такой операции заносятся во внутренние регистры контроллера, которые могут быть в

дальнейшем прочитаны центральным процессором.

В компьютерах четвертого поколения для связи между функциональными блоками используется новое устройство — общая шина (магистраль). Эта шина состоит из трех частей:

а) шина данных, по которой передается информация; б) шина адреса, определяющая, куда именно

передается информация; в) шина управления (шина команд), по которой

передаются команды процессору, как обрабатывать данные.

Структурная схема компьютера:

шина команд

ККК

устройства устройства внешняя вывода ввода память