СТРУКТУРА ПРОЦЕССОРА

Операции выполняемые процессором при обработке машинной команды

•• Извлечение команды — процессор считывает команду из памяти.

•• Интерпретация команды — процессор расшифровывает команду и определяет, какие операции ему предстоит выполнить.

•• Извлечение данных — для выполнения команды может потребоваться прочесть данные из памяти или из модуля ввода- вывода.

•• Обработка данных — выполнение команды может потребовать преобразования данных, т.е. выполнения над ними определенных арифметических или логических операций.

•• Запись данных — если в процессе выполнения команды данные были изменены, результат необходимо где-то зафиксировать. В частности, результат может быть записан в память или передан в модуль ввода-вывода.

Укрупненная структурная схема процессора

Внутренняя структура процессора

ОРГАНИЗАЦИЯ НАБОРА РЕГИСТРОВ

•Программно доступные регистры

–регистры общего назначения (или универсальные регистры);

–регистры данных;

–регистры адреса;

–регистры кодов условий.

•Регистры управления и состояния

–Счетчик команд (PC — program counter) содержит адрес извлекаемой машинной команды.

–Регистр текущей команды (IR — instruction register) содержит последнюю извлеченную машинную команду.

–Регистр адреса в памяти (MAR — memory address register)

содержит адрес ячейки памяти.

–Регистр данных памяти (MBR — memory buffer register) содержит слово данных, которое должно быть записано в память или слово, только что извлеченное из памяти.

Слово состояния программы (PSW —program status word).

•S (sign — знак). Содержит знаковый разряд результата последней арифме тической операции.

•Z (zero — нуль). Устанавливает в 1, если результат последней операции равен нулю.

•С (carry — перенос). Устанавливает в 1, если в результате последней ариф метической операции возник перенос (при сложении) или заем (при вычитании) из старшего значащего разряда. Используется при выполнении арифметических операций над многословными операндами.

•Е (equal — равенство). Устанавливает в 1, если при логическом сравнении обнаружено равенство операндов.

•О (overflow — переполнение). Индикатор переполнения при выполнении по следней арифметической операции.

•I (interrupt enable/disable — разрешение/блокировка прерывания). Используется для разрешения или блокировки прерывания.

•SV (supervisor — режим супервизора). Индикатор привилегированного режима выполнения программы (режима супервизора). В режиме супервизора разрешается выполнение некоторых привилегированных машинных команд и доступ к защищенным областям памяти.

Цикл обработки команды

Диаграмма состояний цикла обработки команды

Поток данных в фазе извлечения