Pogled na računar iznutra

Binarna predstava informacija
Bit - 0 ili 1
Nibble - niz od 4 bita
Byte - niz od 8 bitova
Word - zavisi od mašine
Instrukcije računara se takođe kodiraju binarno. Skup različitih mašinskih instrukcija koje mogu da se
izvršavaju na nekom procesoru naziva se skup instrukcija procesora.

Instrukcija
Instrukcije se sastoje iz nekoliko delova:
šta treba uraditi, opcode
gde se nalaze operandi
gde smestiti rezultat
gde se nalazi sledeća instrukcija

Funkcije i struktura centralnog procesora (CPU)
U centralom procesoru osnovne računarske funkcije vrše sledeći delovi.
OBRADA – Aritmetičko logička jedinica (ALU)
SKLADIŠTENJE - Registri
UPRAVLJANJE - Upravljačka jedinica
PREMEŠTANJE - Interna procesorska magistrala (povezuje upravljačku jedinicu, ALU i registre), a sistemska magistrala (povezuje CPU sa drugim komponentama).

Funkcije i struktura centralnog procesora (CPU)

Funkcije i struktura centralnog procesora (CPU)
Prilikom izvršavanja programa, naizmenično se menjaju faza pripreme i faza izvršavanja.

Funkcije i struktura memorije
Osnovna uloga skladištenje. Memorija (primarna, RAM) se sastoji od memorijskih registara fiksne dužine.
PREMEŠTANJE podataka u okviru same memorije vrši se preko internih veza, a prenošenje podataka između memorije i drugih uređaja obavlja se preko sistemske magistrale.

Funkcije i struktura memorije
OBRADA koju vrši memorija je ograničena obrada u poređenju sa onom koju vrši CPU.Osvežavanje, pronalazak grešaka, ispravka grešaka.
UPRAVLJANJE
write – kopira ulaznu vrednost kao novi sadržaj lokacije,
read – izdaje (ali ne menja) sadržaj lokacije.

Funkcije i struktura ulazno/izlaznih uređaja
Svaki uređaj ima kontroler.
Kontroler je povezan sa ostalim delovima sistema preko registara koji se zovu portovi.
Premeštanje, obrada i upravljanje slično kao kod RAM memorije.
Port podataka, statusni port, upravljački port

Elementi rada CPU (uprošćeni IAC)

Elementi rada CPU (uprošćeni IAC)
Konvencija
2 → 4
(2) → 4
((2)) → 4

Instrukcijski ciklus uIAS
Faza pripreme:
(PC) → MAR // postavlja adresu donošenja ((MAR)) → MBR // donosi instrukciju
(MBR) → IR // pamti instrukciju u IR
(PC) + 1 → PC // postavlja adresu sledeg donošenja

Instrukcijski cikula uIAS
Razlikujemo sledeće grupe instrukcija u fazi izvršavanja.
Instrukcije za interno prenošenje podataka prenose podatke između procesora i glavne memorije
Instrukcije za eksterno prenošenje podataka prenose podatke između procesora i ulazno/izlaznih uređaja
Instrukcije obrade izvršavaju u ALU neke aritmetičke ili logičke operacije nad podacima
Instrukcije za predaju upravljanja uslovno ili bezuslovno menjaju sadržaj PC registra, npr. instrukcije skokova

Prelazak na asemblerski kod
1xxx - Puni AC vrednošću sa memorijske adrese xxx
2xxx - Upisuje vrednost AC na memorijsku adresu xxx
3xxx - Dodaje sadržaj sa memorijske adrese xxx na AC
Nepraktično za ljude. Koristimo simbolički zapis (mnemnonike)
LDA xxx (load accumulator)
STA xxx (store accumulator)
ADD xxx (addition)

Primer

Još instrukcija
4-cifreni kod Operacija simbolički zapis
4xxx Puni AC sadržajem porta sa adrese xxx IN xxx
5xxx Ispisuje sadržaj AC na port sa adresom xxx. OUT xxx
6xxx bezuslovno predaje upravljanje instrukciji na adresi xxx JMP xxx