Jednostka centralna
Wykład nr 8 z Podstaw Informatyki
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
(L) → A
Rozkaz SOM, gdy liczba nieujemna
w akumulatorze
(L) + 1 → L
((A)) → S
czyt
(S) → I
wys wei
(L) + 1 → L
il
(L) → A
wyl wea
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