Робота фоннеймановскої ЕОМ при виконанні типової команди

Основні пристрої ЕОМ і зв'язки між ними представлені на рис.4.3, де шляхи проходження інформації показані потовщеними лініями, а шляхи передачі керуючих сигналів – звичайними.

 

 

 

Рис. 4.1.

 

У складі процесора, як вказувалося раніше, є ряд спеціальних елементів пам'яті, званих регістрами. Регістри виконують дві функції: короткочасне зберігання числа або команд і виконання над ними деяких операцій, наприклад зсуву. Таким чином, відмінність регістра від звичайного елементу пам'яті в тому, що він може не лише зберігати двійковий код, але і перетворювати його. Регістр складається з тригерів, зв'язаних один з одним певним чином загальною системою управління.

Деякі важливі регістри мають назви. Розглянемо їх.

Лічильник команд- регістр ПУ, вміст якого відповідає адресі чергової команди, служить для автоматичної вибірки команд програми з послідовних елементів пам'яті.

Регістр команд- регістр ПУ, необхідний для зберігання кода команди на період її виконання.

Принципи, покладені в основу функціонування більшості сучасних ЕОМ, – це принципи фон Неймана, розглянуті раніше.

Команда містить в загальному випадку код виконуваної операції, вказівки для визначення операндів (їх адреси), і вказівки по розміщенню результату. Всі команди підрозділяються на такі групи:

· команди управління системою;

· арифметичні операції;

· логічні операції (виконуються побітово);

· операції пересилки даних;

· команди безумовного і умовних переходів;

· деякі спеціальні типи команд.

Розглянемо декілька можливих варіантів команди складання (замість кода використовуватимемо – мнемонічне позначення add):

• одноадресна команда add x - вміст комірки х (регістра або комірки ОПП) скласти з вмістом суматора, результат залишити в суматорі;

 

Add

х

 

• двоадресна команда add x,y – скласти вміст комірок x і у, результат помістити в у;

Add

х

у

 

• триадресна команда add x,y,z – скласти вміст x і у, результат помістити в z.

Add

x

у

z

Розглянемо виконання типової команди за приведеною вище схемою:

 

- з елементу пам'яті, адреса якої зберігається в лічильнику команд, вибирається чергова команда, вміст лічильника при цьому збільшується на довжину команди;

- вибрана команда передається в регістр команд;

- ПУ розшифровує (дешифрує) адресне поле команди (тобто частину команди, що містить адреси);

- по сигналах ПУ операнди вибираються з пам'яті в спеціальні регістри операндів;

- ПУ дешифрує код операції і видає сигнал АЛП виконати відповідну операцію над даними;

- результат операції або залишається в процесорі, або пересилається в ОПП, якщо була вказана адреса результату;

- виконуються наступні команди до досягнення команди «стоп».

 

Контрольні запитання

 

1. Дайте визначення ЕОМ, програми, команди, системи команд.

2. Що таке архітектура ЕОМ?

3. Які основні риси фоннеймановскої архітектури?

4. Яке призначення лічильника команд пристрою управління?

5. Для чого використовуються регістр команд і регістр операндів?

6. Які групи команд процесора Вам відомі?

7. Опишіть по кроках процес роботи ЕОМ при виконанні типової команди.

 

Лекція 11