Раздел 3 Организация центрального процессора

• Центральный процессор – это мозг компьютера. Его задача выполнять программы, находящиеся в основной памяти.

• Он вызывает команды из памяти, определяет их тип, а затем выполняет одну за другой.

• Конкретные типы ЭВМ содержат в своем составе процессоры, построенные по различным схемам.

• Действия над числами, представленными в различной форме осуществляются с помощью элементарных операций, выполняемых в определенной последовательности.

• К таким элементарным операциям относятся:

• запись числа в регистр;

• инвертирование содержимого разрядов регистра;

• пересылка содержимого регистров;

• сдвиг содержимого регистра;

• сложение кодов;

• поразрядные логические операции или анализ разрядов;

• операция счета с+1 или с-1 (инкремент или декремент).

• Пример. Операция умножения реализуется с помощью:

• анализа разряда множителя;

• суммирования;

• сдвига.

• Обобщенная структура процессора

• 

• Базовые понятия

• Командой называют записанную в некотором алфавите совокупность всех сведений, необходимых для выполнения некоторых операции в машине.

• Под структурой команды понимают перечень сведений (элементов команды), необходимых для выполнения операций.

• Форматом команды называют распределение отдельных элементов команды по символам слова, изображающего команду.

• Совокупность всех выполняемых машиной команд, отличающихся друг от друга операционной частью и/или форматом адресной части, называется набором команд или системой команд ЭВМ.

• Микрооперацией называют элементарный акт преобразования или передачи информации, выполняемый, как правило, за один машинный такт.

• Микрокомандой называют набор сведений, необходимых для выполнения одной или нескольких микроопераций, реализуемых в течение одного машинного цикла.

• Машинный такт определяет интервал времени, в течение которого выполняется одна или одновременно несколько микроопераций.

• Микропрограммой называют последовательность микрокоманд или микроопераций, необходимых для выполнения одной машинной операции.

• 

• АЛУ

• Все основные операции по преобразованию данных в ЭВМ производят­ся в АЛУ.

• Набор операций, выполняемых АЛУ универсальных ЭВМ, должен быть функционально полным.

• В любом АЛУ предусмотрена возможность выполнения четырех основных арифметических операций, нескольких логических опера­ций, а также сдвигов. Набор операций АЛУ является одной из основных его характеристик.

• Выполняемые в АЛУ операции можно условно разделить на следующие группы:

• операции двоичной арифметики для чисел с фиксированной точкой;

• операции двоичной арифметики для чисел с плавающей точкой;

• операции десятичной арифметики;

• операции индексной арифметики;

• операции специальной арифметики;

• операции над логическими кодами;

• операции над алфавитно-кодовыми полями.

• АЛУ является законченным в функциональном отношении устройством, в его составе можно выделить четыре группы узлов, соответствующих основным систем­ным процессам: хранения, передачи, преобразования, управления.

• К узлам хранения в АЛУ относятся:

• регистры;

• триггеры.

• К узлам передачи, имеющимся в АЛУ, относятся:

• шины, соединяющие отдельные блоки АЛУ;

• блоки вентилей и мультиплексоры.

• К группе узлов преобразования могут относиться:

• сумматоры;

• схемы выполнения логических операций;

• схемы коррекции;

• схемы сдвига;

• преобразователи кодов;

• счетчики.

• К узлам управления можно отнести:

• дешифраторы управляющих сигналов;

• схемы формирования логических условий.

• блок управления АЛУ;