Ответы по Архитектуре ПЭВМ
Структура алу.
Классификация АЛУ
а) По способу действия:
- Последовательные, где операнды в последовательном коде и операции производятся последовательно во времени над их отдельными разрядами.
- Параллельные, где операнды в параллельном коде, а операции идут параллельно над всеми разрядами операндов.
- Последовательно-параллельные.
б) По способу представления чисел
- Для чисел с ФЗ
- Для чисел с ПЗ
- Для десятичных чисел
в) по характеру использования элементов и узлов
- Блочные (функциональные), где все операции выполняются в отдельных блоках (высокая скорость, но очень большие затраты оборудования)
- Многофункциональные (универсальные), где все операции для всех форм представления чисел выполняются одними и теми же схемами
г) По связям с ОЗУ
-С непосредственной связью, где схема управления передачей информации соединены непосредственно с выходами соответствующих регистров АЛУ, при этом операнды, участвующие в конкретным микрооперациях считываются из одних регистров, а в других образуются результаты.
-С магистральной структурой, где схемы для преобразования информации выделены в отдельный блок, а регистры служат лишь для хранения данных. С магистралью связан лишь блок преобразования информации.
2 Структура алу
Функционально делится на 2 части:
- Устройство управления, задающее последовательность микрокоманд в соответствии с выбранной командой
- Операционное устройство (непосредственно АЛУ), в котором реализуется заданная последовательность микрокоманд
Рисунок 9 – Структурная схема АЛУ
В состав АЛУ входят регистры Rg1-Rg7, в который обрабатывается информация, поступающая по линиям N1-Nn из ОП, кэш, РОНов и так далее. Закон обработки информации задаёт некоторая микропрограмма М, которая состоит из последовательности микрокоманд А1-Аn, называемых внешними микрокомандами. P1-Pn – внутренние микрокоманды, которые генерируются в АЛУ и воздействуют на УУ, изменяя естественный порядок следования микрокоманд А1-Аn. То есть это признаки (0, отрицательного числа и так далее). Результаты вычислений передаются по линиям Y1-Yn в ОП, кэш и так далее.
Функции регистров:
Rg1 – сумматор(ы), в которых образуются результат вычислений. Rg2-Rg3 – регистры данных (операндов). Rg4-Rg5 – адресные регистры, служат для запоминания, иногда формирования адреса операндов и результата. Rg6 – это K индексных регистров, используемых для формирования адреса. Rg7 – это L вспомогательных регистров, которые используются программистом и по его желанию могут быть аккумуляторами, индексными регистрами, или использоваться для запоминания промежуточных результатов.
Часть регистров АЛУ программно доступны, то есть могут быть адресованы в команде: это сумматор, индексные регистры и некоторые вспомогательные. Разрядность регистров АЛУ равна разрядности РОНов МП.
Организация работы центрального процессора и оперативной памяти.
Организация работы ЦП и ОП
Рисунок 10 - Организация работы ЦП и ОП
Взаимодействие ЦП и ОП происходит по шинам: ША, ШД и ШУ. ОП состоит из n запоминающих ячеек, каждая из которых содержит запоминающие элементы ЗЭ, каждый ЗЭ равен одному биту информации. Разрядность ячейки ОП зависит от разрядности РОНов МП, а количество ячеек зависит от разрядности ША. Адресный коммутатор служит для выборки (селекции) ячейки ОП с заданным адресом, который формирует МП и выставляет на шину адреса. По шине управления МП высылает в ОП сигнал управления, который определяет тип доступа к ОП: чт или зп. Данные выставляются МП на шину данных. При записи при наличии сигнала Ready осуществляется запись данных в выбранную ячейку ОП. Чтение данных аналогично. Если отсутствует сигнал Ready, то МП находится в состоянии ожидания, который является частью машинного цикла.