Jednostka centralna

Wykład nr 8 z Podstaw Informatyki

Pojęcia podstawowe

●

Komputer – urządzenie techniczne zdolne
do realizacji programu

●

Program – uporządkowany ciąg instrukcji
elementarnych zwanych rozkazami

●

Lista rozkazów – zbiór wszystkich rozkazów
dostępnych w danym komputerze

●

Rozkaz – uporządkowany ciąg operacji na
elementach komputera uaktywnianych przez
odpowiednie sygnały sterujące

Pojęcia podstawowe - c.d.

●

Mikrorozkaz – zbiór sygnałów sterujących
(nie kolidujących ze sobą)

●

Mikroprogram – uporządkowany ciąg mikro-
rozkazów, jednoznacznie opisujący realiza-
cję rozkazu

●

Sygnały sterujące – zmienne binarne gene-
rowane przez część procesora zwaną ukła-
dem sterującym

Struktura jednostki centralnej ma-

szyny W

PaO

32 x 8

A

S

magistrala adresowa magA

magistrala słowowa magS

wea

wes

wys

pisz

czyt

JAL

Ak

KOD ADRES

L

weak

dod

ode

przep

weja

il

wyl

wel

wyak

wyad

wei

Z

Format i lista rozkazów maszyny W

Symbol

Kod

Treść

DOD

001

ODE

010

ŁAD

011

POB

100

SOB

101

SOM

110

STP

111

zatrzymanie pracy zegara

(AK) + ((AD)) → AK
(AK) - ((AD)) → AK
(AK) → (AD)
((AD)) → AK
(AD) → L
(AD) → L, gdy (AK) < 0

Cykl rozkazowy - założenia

●

Podzielony jest na fazy (cykle)

●

Nie można wszystkiego zrobić w jednej fazie

●

Rozpoczyna się pobraniem i zdekodowa-
niem rozkazu (czyt, wys, wei) oraz zwięk-
szeniem wartości licznika rozkazów (il)

●

Kończy się przygotowaniem do realizacji ko-
lejnego rozkazu (wyl, wea)

Rozkaz dodawania

(AK) + ((AD)) → AK

((A)) → S
(S) → I
(L) + 1 → L
(AD) → A
((A)) → S
(AK) + (S) → AK
(L) → A

Rozkaz dodawania

(AK) + ((AD)) → AK

((A)) → S

czyt

(S) → I

wys wei

(L) + 1 → L

il

(AD) → A

wyad wea

((A)) → S

czyt

(AK) + (S) → AK

wys weja dod weak

(L) → A

wyl wea

Rozkaz dodawania

czyt = (F1+F3)∙DOD
wys = (F1+F3)∙DOD
wei = f1∙DOD
il = f1∙DOD
wyad = F2∙DOD
wea = (f2+f3)∙DOD
weja = F3∙DOD
dod = F3∙DOD
weak = f3∙DOD
wyl = F3∙DOD

czyt

f

wys

wei

il

wyad

wea

weja

dod

weak

wyl

F1

F2

F3

Rozkaz odejmowania

(AK) - ((AD)) → AK

((A)) → S
(S) → I
(L) + 1 → L
(AD) → A
((A)) → S
(AK) - (S) → AK
(L) → A

Rozkaz odejmowania

(AK) - ((AD)) → AK

((A)) → S

czyt

(S) → I

wys wei

(L) + 1 → L

il

(AD) → A

wyad wea

((A)) → S

czyt

(AK) - (S) → AK

wys weja ode weak

(L) → A

wyl wea

Rozkaz odejmowania

czyt = (F1+F3)∙ODE
wys = (F1+F3)∙ODE
wei = f1∙ODE
il = f1∙ODE
wyad = F2∙ODE
wea = (f2+f3)∙ODE
weja = F3∙ODE
ode = F3∙ODE
weak = f3∙ODE
wyl = F3∙ODE

czyt

f

wys

wei

il

wyad

wea

weja

ode

weak

wyl

F1 F2 F3

Rozkaz POB

((AD)) → AK

((A)) → S
(S) → I
(L) + 1 → L
(AD) → A
((A)) → S
(S) → AK
(L) → A

Rozkaz POB

((AD)) → AK

((A)) → S

czyt

(S) → I

wys wei

(L) + 1 → L

il

(AD) → A

wyad wea

((A)) → S

czyt

(S) → AK

wys weja przep weak

(L) → A

wyl wea

Rozkaz POB

czyt = (F1+F3)∙POB
wys = (F1+F3)∙POB
wei = f1∙POB
il = f1∙POB
wyad = F2∙POB
wea = (f2+f3)∙POB
weja = F3∙POB
przep = F3∙POB
weak = f3∙POB
wyl = F3∙POB

czyt

f

wys

wei

il

wyad

wea

weja

przep

weak

wyl

F1

F2

F3

Rozkaz ŁAD

(AK) → (AD)

((A)) → S
(S) → I
(L) + 1 → L
(AD) → A
(AK) → S
(S) → (A)
(L) → A

Rozkaz ŁAD

(AK) → (AD)

((A)) → S

czyt

(S) → I

wys wei

(L) + 1 → L

il

(AD) → A

wyad wea

(AK) → S

wyak wes

(S) → (A)

pisz

(L) → A

wyl wea

Rozkaz ŁAD

czyt = F1∙ŁAD
wys = F1∙ŁAD
wei = f1∙ŁAD
il = f1∙ŁAD
wyad = F2∙ŁAD
wea = (f2+f3)∙ŁAD
wyak = F2∙ŁAD
wes = F3∙ŁAD
pisz = f3∙ŁAD
wyl = F3∙ŁAD

czyt

f

wys

wei

il

wyad

wea

wyak

wes
pisz

wyl

F1

F2

F3

Rozkaz skoku bezwarunkowego

(AD) → L

((A)) → S
(S) → I
(L) + 1 → L
(AD) → A
(AD) → L

Rozkaz skoku bezwarunkowego

(AD) → L

((A)) → S

czyt

(S) → I

wys wei

(L) + 1 → L

il

(AD) → A

wyad wea

(AD) → L

wyad wel

Rozkaz skoku bezwarunkowego

czyt = F1∙SOB
wys = F1∙SOB
wei = f1∙SOB
il = f1∙SOB
wyad = F2∙SOB
wea = f2∙SOB
wel = f2∙SOB

czyt

f

wys

wei

il

wyad

wea

wel

F1

F2

Rozkaz skoku bezwarunkowego

i SOM, gdy liczba ujemna

czyt = F1∙(SOB+SOM∙Z)
wys = F1∙(SOB+SOM∙Z)
wei = f1∙(SOB+SOM∙Z)
il = f1∙(SOB+SOM∙Z)
wyad = F2∙(SOB+SOM∙Z)
wea = f2∙(SOB+SOM∙Z)
wel = f2∙(SOB+SOM∙Z)

czyt

f

wys

wei

il

wyad

wea

wel

F1

F2

Rozkaz SOM, gdy liczba nieujemna

w akumulatorze

(L) + 1 → L

((A)) → S
(S) → I
(L) + 1 → L
(AD) → A
(AD) → L

Rozkaz SOM, gdy liczba nieujemna

w akumulatorze

(L) + 1 → L

((A)) → S

czyt

(S) → I

wys wei

(L) + 1 → L

il

(AD) → A

wyad wea

(AD) → L

wyad wel

Rozkaz SOM, gdy liczba nieujemna

w akumulatorze

czyt = F1∙SOM∙Z
wys = F1∙SOM∙Z
wei = f1∙SOB+SOM∙Z
il = f1∙SOM∙Z
wyl = F2∙SOM∙Z
wea = f2∙SOM∙Z

czyt

f

wys

wei

il

wyl

wea

F1 F2

Podsumowanie

●

Rozkaz i jego elementy

●

Zasada wykonywania rozkazów

●

Lista rozkazów

●

Metoda projektowania rozkazów

●

Równania rozkazów