18. Схема работы процессора Цикл выполнения команды

Под циклом выполнения команды мы будем подразумевать последовательность действий, совершаемых процессором при выполнении одной машинной команды. Например, при выполнении команды, в которой используется операнд, расположенный в памяти, процессор должен сначала определить адрес операнда, поместить его на шину адреса, дождаться, пока значение операнда появится на шине данных, и т.д.

Перед выполнением программа должна быть загружена в оперативную память компьютера. Упрощенная схема цикла выполнения команды показана на рис. 2.3. На этом рисунке под термином счетчик команд (СК) подразумевается регистр, в котором содержится адрес следующей по порядку выполняемой команды. Очередь команд — это область сверхоперативной памяти внутри микропроцессора, в которую помещается одна или несколько команд непосредственно перед их выполнением. При выполнении каждой машинной команды процессор должен выполнить как минимум три основные операции: выборка, декодирование и выполнение. Если в команде используется операнд, расположенный в памяти, процессору нужно выполнить еще две дополнительные операции: выборку операнда из памяти и запись результата в память. Другими словами, при выполнении команды, связанной с обращением к памяти, процессор должен выполнить, как минимум, пять операций, перечисленных ниже.

• Выборка команды. Блок управления извлекает команду из памяти, копирует ее во внутреннюю память микропроцессора и увеличивает значение счетчика команд на длину этой команды.

• Декодирование команды. Блок управления определяет тип выполняемой команды, пересылает указанные в ней операнды в АЛУ и генерирует электрические сигналы управления АЛУ, соответствующие типу выполняемой операции.

• Выборка операндов. Если в команде используется операнд, расположенный в памяти, блок управления инициирует операцию по его выборке из памяти.

• Выполнение команды. АЛУ выполняет указанную в команде операцию, сохраняет полученный результат в заданном месте и обновляет состояние флагов, по значению которых программа может судить о результате выполнения команды.

• Запись результата в память. Если результат выполнения команды должен быть сохранен в памяти, блок управления инициирует операцию сохранения данных в памяти.

21. Конвейерная обработка

Конвейерная обработка - способ выполнения команд процессором, при котором выполнение следующей команды начинается до полного окончания выполнения предыдущей команды (в предположении отсутствия ветвления).  Возможность конвейерной обработки связана с разделением процесса выполнения команд на последовательные этапы: выборки команды, дешифровки, выборки операндов, выполнения команды, запись результата в память.

22. Систе́мный блок (сленг. системник, кейс, корпус) — функциональный элемент, защищающий внутренние компоненты компьютера от внешнего воздействия и механических повреждений, поддерживающий необходимый температурный режим внутри, экранирующий создаваемые внутренними компонентами электромагнитное излучение и являющийся основой для дальнейшего расширения системы. Системные блоки массово изготавливают заводским способом из деталей на основе стали, алюминия и пластика. Для креативного творчества используются такие материалы, как древесинаили органическое стекло. В качестве привлечения внимания к проблемам защиты окружающей среды, выпущен корпус из гофрокартона^[1].

В системном блоке расположены:

• Материнская плата с установленным на ней процессором, ОЗУ, картами расширения (видеокарта, звуковая карта, сетевая плата).

• Отсеки для накопителей — жёстких дисков, оптических приводов и т. п.

• Блок питания.

• Фронтальная панель с кнопками включения и перезагрузки, индикаторами питания и накопителей, опционально гнёзда для наушников и микрофона, интерфейсы передачи данных.