Взаимодействие основных узлов и устройств ЭВМ при автоматическом выполнении команды в трехадресной ЭВМ

Для улучшения понимания вопросов взаимодействия узлов и устройств ЭВМ рассмотрим автоматическое выполнение команды в трехадресной ЭВМ с классической архитектурой. Структурная схема такой ЭВМ показана на рисунке

Обработку команды можно разбить на ряд функционально завершенных действий (этапов), составляющих ее цикл:

Определим взаимодействие узлов и устройств ЭВМ на каждом этапе. Первый этап – выборка исполняемой команды из ОЗУ. Для реализации этого этапа необходимо код со счетчика команд(СК) = k передать в ОЗУ, обратиться в ячейку ОЗУ с адресом k и содержимое этой ячейки, являющееся кодом этой команды, передать на регистр команд. Соответствующие передачи отмечены цифрой 1: передача кода СК наРА (регистр адреса) ОЗУ, дешифрация адреса на дешифраторе адреса (ДшА), считывание команды из ячейки (k) ОЗУ и передача ее в РК. Регистр адреса служит для хранения адреса, по которому происходит обращение к ОЗУ, на время этого обращения. Дешифратор преобразует поступающий на него адрес в унитарный код. Регистр команд предназначен для хранения в процессоре считанной из ОЗУ команды на время ее выполнения. Регистр команд, дешифратор кода операции, блок управления операциями, датчик сигналов, счетчик команд составляют устройство управления. Если данная команда не является командой перехода, то реализуется следующая последовательность этапов как продолжение первого. Второй этап – выборка первого операнда (a). Необходимо код из поля адреса первого операнда – a из РК передать в ОЗУ, обратиться к ячейке с адресом a в оперативной памяти и код этой ячейки передать в АЛУ. Соответствующие передачи обозначены цифрой 2. Третий этап – выборка второго операнда (b). Производится по аналогии со вторым этапом. Соответствующие передачи отмечены цифрой 3. Четвертый этап – выполнение операции в соответствии с полем кода операции команды. Еще в конце первого этапа коммутатор операций определил тип выполняемой команды. Операнды переданы в АЛУ на втором и третьем этапах. Блок управления операциями формирует управляющие сигналы, необходимые для выполнения данной операции в АЛУ. Результат выполненной в АЛУ операции сохраняется в его внутреннем регистре результата (РР), а признаки результата – в регистре признаков АЛУ. Соответствующие передачи и взаимодействия блоков обозначены цифрой 4. Пятый этап – обращение к ОЗУ и запись по адресу c результата операции.. Соответствующие передачи обозначены цифрой 5. Шестой этап – формирование адреса ячейки ОЗУ, где находится следующая команда программы, то есть замена старого кода в счетчике команд на новый. В СКсформирован адрес следующей команды. Выполнение этого этапа может совмещаться с выполнением предшествующих этапов, что и реализовано в большинстве ЭВМ. Приведенная последовательность этапов повторяется и в дальнейшем для каждой из последующих команд программы, что обеспечивает автоматическое выполнение программы.

Арифметико-логическое устройство (БО). Назначение. Варианты реализации.

Арифме́тико-логи́ческое устро́йство (АЛУ) — блок процессора, который под управлением устройства управления (УУ) служит для выполнения арифметических и логических преобразований (начиная от элементарных) над данными, называемыми в этом случае операндами. Разрядность операндов обычно называют размером машинного слова.

Обрабатываемая в АЛУ информация представляется по-разному. Это проявляется в основном в используемых формах представления данных, системах счисления, разрядности, применяемых кодах.

Особенности структурной организации АЛУ определяются составом операционных блоков устройства и характером связей между ними.

Особенности организации выполнения операций (процесса обработки) проявляются в принципах получения результатов и порядке обработки данных