14. Структура арифметико- логического устройства
АЛУ представляет собой комбинационную схему на основе сумматора, который сигналами с выходов УУ настраивается на выполнение арифметических или логических операций.
АЛУ выполняет арифметические операции над операндами, которые пересылаются из памяти или регистра МП.
Операнд – объект в виде значений данных содержимого регистра или содержимого ячейки памяти, с которой оперирует команда.
Полученный после выполнения операции результат пересылается в регистр или ячейку памяти.
Сумматор – вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов.
Регистры – быстродействующие ячейки памяти различной длины. Регистр 2 имеет разрядность одного слова, регистр 1 имеет разрядность двойного машинного слова.
При выполнении операции, в регистр 1 помещается число 1, по завершению операции – результат. В регистре 2 находится число 2, по завершению операции результат в нем не изменяется.
Схемы управления принимают по шинам управления управляющие сигналы от УУ и преобразуют их в сигналы для управления регистрами или сумматором.
Аккумулятор – это регистр, в котором хранится один из операндов. После выполнения команды в аккумуляторе вместо операнда, там размещается результат.
В восьмиразрядных процессорах А принимает участие во всех операциях АЛУ. В 16-разрядных процессорах большинство команд выполняется без участия А, кроме ввод-вывод, умножение, деление.
Регистры предназначены для хранения n-разрядного двоичного числа. Они представляют собой n-триггеры со схемой управления.
Регистры создают внутреннюю память МП и используются для хранения промежуточных результатов вычисления.
Указатель команд или программный счетчик предназначен для хранения адреса ячейки памяти, которая содержит код команды. Для перехода к следующей команде содержимое счетчика увеличивается на единицу в момент выборки команды из памяти. В конце выполнения команды в счетчике команды хранится адрес следующей команды.
Указатель стека – это регистр, который хранит адрес последней занятой ячейки стека.
Регистр команд хранит код команды на протяжении всего времени ее выполнения.
Регистр адреса предназначен для хранения адресов и данных, используемых во время выполнения команды в АЛУ.
Регистр флагов хранит информацию о результате операции в АЛУ и представляет собой несколько триггеров, выходы которых находятся в 1 или 0. Например, флаг нулевого результата устанавливается в 1, если в А ноль.