3.3. Этапы выполнения программы

Выполнение программы состоит из следующих этапов работы ПК:

- чтение процессором из ОЗУ очередной команды,

- последующее чтение процессором из ОЗУ операнда и, при необходимости,- второго,

- исполнение в процессоре закодированной в команде операции,

- запись результата операции, при необходимости, в ОЗУ или в порт,

• формирование адреса следующей команды и обращение за ней в ОЗУ.

При каждом чтении из ОЗУ процессор выставляет на ША адрес ячейки памяти, на ШУ - сигнал ”читать”, в ответ на которые ОЗУ выставляет на ШД, а процессор принимает содержимое ячейки памяти как очередную команду или операнд. При каждой записи в ОЗУ (например, при сохранении результата операции), процессор выставляет на ША адрес ячейки памяти, на ШУ - сигнал ”записать”, в ответ на которые ОЗУ принимает с ШД в указанную шиной адреса ячейку.

Как следует из принципа адресности, если команды программы расположены в ячейках памяти с последовательно возрастающими адресами, для перехода к следующей команде достаточно в процессоре увеличить адрес предыдущей команды и выставить его на ША. Это автоматическое изменение адресов команд и составляет основу автоматического управления ходом вычислительного процесса в ЭВМ.

4.3. Структурная организация процессора.

Процессор является основным «мозговым» узлом, в задачу которого входит исполнение находящегося в памяти программного кода, который получается в результате трансляции текста программы на каком-либо языке программирования. В настоящее время под словом процессор обычно подразумевают МП – микросхему, которая, помимо соответственно процессора, может содержать и другие узлы.

Простейший МП с одной внутренней шиной состоит из следующих блоков:

• УУ - устройства управления - управляет работой ЭВМ по заданной программе.

• АЛУ - арифметико-логического устройства - для выполнения закодированных в команде операций.

• РОН - регистры общего назначения - для временного хранения операндов и результатов выполненных операций.

• БФД - буфера данных, обеспечивающего двунаправленные передачи по ШД.

• Управляющих регистров, таких как:

• Регистр команд - для хранения текущей (исполняемой) команды.

• Счетчик команд - для хранения и модификации адреса текущей команды.

• Регистр флагов - для хранения флагов - признаков результатов операций или состояний МП. Они автоматически формируются в АЛУ и записываются в регистр флагов. Каждый флаг - двоичная переменная, которая хранится в отдельном триггере. Используются для ветвлений в программе.

• Регистр адреса - для хранения адресов команды, операнда, результата операции, т.е. адреса устройства, к которому обращается МП с целью получить или передать данные.

Современные МП имеют гораздо более сложную структуру, однако в них присутствуют все перечисленные выше блоки.

С

Рисунок 3.6

труктура процессора показана на рисунке3.6.

Д

По общей внутренней шине передается вся информация, поступающая с или на ШД, разумеется, по очереди. Работа МП, как уже известно, состоит в выполнении программы, т.е. выполнении каждой команды с автоматическом переходом к выполнению следующей команды.