Центральный процессор эвм
Центральный процессор (ЦП) — это процессор машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение основной доли работ по обработке информации. Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), реализующих все особенности, присущие данного рода устройствам, называют микропроцессорами.
Основные характеристики цп
Тактовая частота;
Кэш;
Технология изготовления;
Наличие встроенного контроллера памяти;
Поддержка технологий. Для оптимизаций выполнения определенных задач, производители ЦП внедряют в свои процессоры специальные наборы инструкций. Эти инструкции не вносят каких-то изменений в саму исполни-тельную часть ядра процессора, но позволяют описывать сложные последова-тельности команд, более короткими командами и упрощать работу процессору.
Лекция №7. Функциональная и структурная организация типового цп
Структура процессора:
Процессор состоит из блока регистров БР, арифметическо-логического устройства АЛУ, блока сопряжения с интерфейсом БС и блока микропрограммного управления БМУ.
В блоке регистров БР все регистры могут быть разделены на программно-доступные и программно-недоступные.
К программно-доступным регистрам относятся регистры, содержимое кото-рых доступно по командам процессора, т. е. могут использоваться в операциях, изменяться по операциям, задаваемым командами. Содержимое этих регистров не изменяется от команды к команде. К таким регистрам относятся аккумулятор; регистры базовые и индексные; указатели стеков, счетчик команд и др. В современных процессорах программно-доступные регистры обычно не закреп-ляют жестко по назначению (за исключением счётчика команд и указателя стека), а предоставляют программисту несколько регистров общего назначения, которые он может использовать в качестве накапливающих, базовых, индексных и т. д. Количество таких регистров колеблется от 8 до нескольких десятков (30-75).
Программно-недоступные регистры являются рабочими регистрами процессора и предназначены для хранения разнообразной информации в процессе выполнения одной команды. К таким регистрам относятся в первую очередь регистр команды, буферные регистры адресов и слов, используемые при обращениях к памяти, и другие регистры.
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения арифметических и логических операций над словами данных и адресами. В АЛУ вырабатываются и сохраняются результаты. В процессорах ЭВМ общего назначения АЛУ имеет сложную структуру и включает в себя блоки, обрабатывающие числа с фиксированной точкой различной длины, числа с плавающей точкой, десятично-кодированные числа, поля переменной длины.
Блок сопряжения с интерфейсом (БС) обеспечивает захват шин интерфейса и выработку всех необходимых сигналов для выполнения обмена по шинам. В состав БС обычно включают контроллер шин всей ЭВМ.
Интерфейс процессора включает в себя шины адреса, управления, входных и выходных данных. Если используются одни и те же физические шины для передачи адресов и данных, то предусматриваются обычно сигналы идентификации. В состав шин управления входят шины, задающие операцию ввода или вывода, и шина синхронизации. Процессор выполняет две операции с интерфейсом: ввод слова и вывод слова. Информация на шинах удерживается в течение определенного времени или до получения ответного синхроимпульса.
Блок микропрограммного управления (БМУ) обеспечивает реализацию алгоритма работы процессора, выдавая последовательности управляющих сигналов в БР, АЛУ и БС и анализируя ответные осведомительные сигналы из этих блоков.
Большинство современных процессоров основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, разработанного фон Нейманом.