Абстрактное центральное устройство

Цель: изучить базовые понятия, ознакомиться со структурой абстрактного центрального устройства ЭВМ и его командами.
Основные вопросы:
Основные понятия и определения.
Структура и функции абстрактного центрального устройства ЭВМ.
Основные команды ЭВМ.

Команда, инструкция (instruction) – описание операций, которую нужно выполнить. Каждая команда характеризуется форматом, который определяет ее структуру.
Цикл процессора – период времени, за который осуществляется выполнение команды исходной программы в машинном виде; состоит из нескольких тактов.
Такт работы процессора – промежуток времени между соседними импульсами генератора тактовых импульсов, частота которых есть тактовая частота процессора.
Такт процессора (такт синхронизации) – квант времени, в течение которого осуществляется элементарная операция – выборка, сравнение, пересылка данных.
1. Основные понятия и определения.

Регистры общего назначения – РОН, регистры сверхоперативной памяти или регистровый файл – РФ – общее назначение для регистров, которые временно содержат данные, передаваемые в память или принимаемые из нее.
Регистр (РАК), счетчик (СчАК) адреса команды – регистр, содержащий адрес текущей команды.
Регистр адреса (числа) – РА(Ч) – содержит адрес одного из операндов выполняемой команды (регистров может быть несколько).
Регистр числа (РЧ) содержит операнд выполняемой команды этих регистров.
1. Основные понятия и определения.

2. Структура и функции абстрактного
центрального устройства ЭВМ.
Выполнение короткой команды – арифметика с ФС (фиксированной запятой - ФЗ), логическая операция – занимает как минимум пять тактов:
· выборка команд;
· расшифровка кода операции/декодирование;
· вычисление адреса и выборка данных из памяти;
· выполнение операции;
· запись результата в память.
Процедура, соответствующая каждому такту, реализуется определенной логической цепью (схемой) процессора, обычно изменяемой микрокомандой.
Регистры – устройства, предназначенные для временного хранения данных ограниченного размера (регистровое запоминающее устройство – РЗУ). Регистр, обладающий способностью перемещать содержимое своих разрядов, называют сдвиговым. В этих регистрах за один такт хранимое слово поразрядно сдвигается на одну позицию.

2. Структура и функции абстрактного
центрального устройства ЭВМ.
Структура простейшего центрального устройства ЭВМ

Цикл выполнения короткой команды может выглядеть следующим образом:
в соответствии с содержимом адреса очевидной команды (СчАК) УУ извлекает из ОП очередную команду и помещает ее в регистр команды (РК). Некоторые команды УУ обрабатывает самостоятельно, без привлечения АЛУ;
осуществляется расшифровка (декодирование) команды;
адреса А1, А2 и пр. помещаются в регистры адреса;
если в команде указаны ИР или БР, то их содержимое используется для модификации РА - фактически выбираются числа или команды, смещенные в ту или иную сторону по отношению к адресу, указанному в команде;
по значениям РА осуществляется чтение чисел (строк) и помещение их в РЧ;
выполнение операции и помещение результата в РР;
запись результата по одному из адресов (если необходимо);
увеличение содержимого СчАК на единицу.
2. Структура и функции абстрактного
центрального устройства ЭВМ.