Структура вычислительной машины на примере УЦВМ
Уровни рассмотрения машины:
1)уровень языков высокого уровня;
2)уровень ассемблера;
3)машинный уровень;
4)уровень микропрограммирования (микроопераций)
Структура вычислительной машины на примере УЦВМ
Структура – это совокупность элементов системы и связей между ними.
Для представления структуры обычно применяют схему или граф.
Структурные элементы УЦВМ:
регистр, запоминающее устройство (ЗУ), арифметико-логический блок (АЛБ), шина, устройство управления (УУ)
Структура вычислительной машины на примере УЦВМ
Шина – это устройство для передачи информации от одного устройства другому.
Шина реализует операцию B:=A
Структура вычислительной машины на примере УЦВМ
Регистр – это устройство, предназначенное для хранения двоичных слов и выполнения элементарных операций.
|
|
|
|
|
A:=0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
A |
15 |
|
|
A:=A+1 |
|
|
|
|
|
A:=A+B 
A:=B
B
Структура вычислительной машины на примере УЦВМ
Запоминающее устройство (ЗУ) – это устройство, предназначенное для хранения, чтения и записи информации.
MA (memory address) – регистр адреса
D (data) – регистр данных
Чтение: D:=W[MA]
Запись: W[MA]:=В
При записи старое содержимое ячейки памяти заменяется новым.
При чтении информация из ОП
переписывается в регистр D, причём информация в ОП не разрушается.
Структура вычислительной машины на примере УЦВМ
Арифметико-логический блок (АЛБ) – это устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над словами.
A – аккумулятор
R – локальная регистровая память
A:=A <КОп> R
CC (Condition Code) – признак результата:
СС |
Условие |
00 |
A=0 |
01 |
A<0 |
10 |
A>0 |
11 |
Переполнение |
Структура вычислительной машины на примере УЦВМ
Устройство управления (УУ) подаёт управляющие сигналы в соответствии с программой и текущим состоянием ЦВМ.
Структура вычислительной |
||||||||
машины на примере УЦВМ |
||||||||
|
R:=D |
|
|
|
MA:=Адрес |
MA:=PC |
|
|
0 |
R |
23 |
|
|
0 |
MA |
11 |
|
CC |
АЛБ |
Пуск |
|
|
ОП |
Чтение |
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
Запись |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
0 |
A |
23 |
|
|
0 |
D |
23 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
A:=D |
|
|
|
|
D:=A |
|
|
|
|
|
|
PK:=D |
|
|
|
|
|
|
РК 0 |
КОп 7 |
Адрес |
23 |
0 |
PC |
11 |
|
|
|
|
|
|
PC:=Адрес |
PC:=ПА |
|
|
|
|
УУ |
«пуск» |
|
ПУ |
|
|
|
|
|
«останов» |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
управляющие сигналы |
|
|
|
|
|
|
Алгоритм работы УЦВМ (функции УУ) |
|||||
начало |
|
|
A |
|
|
|
|
|
j |
jeq |
jlt |
|
jgt |
PC:=ПА |
MA:=адрес |
|
CC=0 |
CC=1 |
|
CC=2 |
|
|
|
да |
да |
|
да |
MA:=PC; чтение; |
|
|
|
|
|
|
PK:=D; |
КОп |
PC:=адрес |
|
|
|
|
PC:=PC+CL |
|
|
|
|
|
|
|
lda |
sta |
add |
|
Останов |
да |
|
|
|
||||
|
чтение |
D:=A |
чтение |
|
|
|
КОп |
R:=D |
|
|
|
||
A:=D |
запись |
|
|
|
||
|
Пуск АЛБ |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нет |
CC=3 |
да |
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конец |