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 realizację rozkazu
●
Sygnały sterujące – zmienne binarne gene-rowane przez część procesora zwaną ukła-dem sterującym
Struktura jednostki centralnej ma-
szyny W
magistrala adresowa magA
wel
wea
wyl
L
A
Z
Ak
weak
il
dod
pisz
wyad
ode
wyak
PaO
32 x 8
JAL
czyt
przep
KOD ADRES
S
wei
weja
wes
wys
magistrala słowowa magS
Format i lista rozkazów maszyny W
Symbol
Kod
Treść
DOD
001
(AK) + ((AD)) → AK
ODE
010
(AK) - ((AD)) → AK
ŁAD
011
(AK) → (AD)
POB
100
((AD)) → AK
SOB
101
(AD) → L
SOM
110
(AD) → L, gdy (AK) < 0
STP
111
zatrzymanie pracy zegara
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
F1
F2
F3
czyt = (F1+F3)∙DOD
f
czyt
wys = (F1+F3)∙DOD
wys
wei = f1∙DOD
wei
il = f1∙DOD
il
wyad = F2∙DOD
wyad
wea = (f2+f3)∙DOD
wea
weja = F3∙DOD
weja
dod = F3∙DOD
dod
weak = f3∙DOD
weak
wyl = F3∙DOD
wyl
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
F1 F2 F3
f
czyt = (F1+F3)∙ODE
czyt
wys = (F1+F3)∙ODE
wys
wei = f1∙ODE
wei
il = f1∙ODE
il
wyad = F2∙ODE
wyad
wea = (f2+f3)∙ODE
wea
weja = F3∙ODE
weja
ode = F3∙ODE
ode
weak = f3∙ODE
weak
wyl = F3∙ODE
wyl
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
F1
F2
F3
czyt = (F1+F3)∙POB
f
czyt
wys = (F1+F3)∙POB
wys
wei = f1∙POB
wei
il = f1∙POB
il
wyad = F2∙POB
wyad
wea = (f2+f3)∙POB
wea
weja = F3∙POB
weja
przep = F3∙POB
przep
weak
weak = f3∙POB
wyl
wyl = F3∙POB
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
F1
F2
F3
czyt = F1∙ŁAD
f
wys = F1∙ŁAD
czyt
wei = f1∙ŁAD
wys
wei
il = f1∙ŁAD
il
wyad = F2∙ŁAD
wyad
wea = (f2+f3)∙ŁAD
wea
wyak = F2∙ŁAD
wyak
wes = F3∙ŁAD
wes
pisz = f3∙ŁAD
pisz
wyl = F3∙ŁAD
wyl
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
F1
F2
f
wys = F1∙SOB
czyt
wei = f1∙SOB
wys
il = f1∙SOB
wei
wyad = F2∙SOB
il
wea = f2∙SOB
wyad
wel = f2∙SOB
wea
wel
Rozkaz skoku bezwarunkowego
i SOM, gdy liczba ujemna
czyt = F1∙(SOB+SOM∙Z)
F1
F2
f
wys = F1∙(SOB+SOM∙Z)
czyt
wei = f1∙(SOB+SOM∙Z)
wys
il = f1∙(SOB+SOM∙Z)
wei
wyad = F2∙(SOB+SOM∙Z)
il
wea = f2∙(SOB+SOM∙Z)
wyad
wel = f2∙(SOB+SOM∙Z)
wea
wel
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
F1 F2
czyt = F1∙SOM∙Z
f
wys = F1∙SOM∙Z
czyt
wei = f1∙SOB+SOM∙Z
wys
il = f1∙SOM∙Z
wei
wyl = F2∙SOM∙Z
wea = f2∙SOM∙Z
il
wyl
wea
Podsumowanie
●
Rozkaz i jego elementy
●
Zasada wykonywania rozkazów
●
Lista rozkazów
●
Metoda projektowania rozkazów
●
Równania rozkazów