СТРУКТУРА ПРОЦЕССОРА
Операции выполняемые процессором при обработке машинной команды
•• Извлечение команды — процессор считывает команду из памяти.
•• Интерпретация команды — процессор расшифровывает команду и определяет, какие операции ему предстоит выполнить.
•• Извлечение данных — для выполнения команды может потребоваться прочесть данные из памяти или из модуля ввода- вывода.
•• Обработка данных — выполнение команды может потребовать преобразования данных, т.е. выполнения над ними определенных арифметических или логических операций.
•• Запись данных — если в процессе выполнения команды данные были изменены, результат необходимо где-то зафиксировать. В частности, результат может быть записан в память или передан в модуль ввода-вывода.
Укрупненная структурная схема процессора
Внутренняя структура процессора
ОРГАНИЗАЦИЯ НАБОРА РЕГИСТРОВ
•Программно доступные регистры
–регистры общего назначения (или универсальные регистры);
–регистры данных;
–регистры адреса;
–регистры кодов условий.
•Регистры управления и состояния
–Счетчик команд (PC — program counter) содержит адрес извлекаемой машинной команды.
–Регистр текущей команды (IR — instruction register) содержит последнюю извлеченную машинную команду.
–Регистр адреса в памяти (MAR — memory address register)
содержит адрес ячейки памяти.
–Регистр данных памяти (MBR — memory buffer register) содержит слово данных, которое должно быть записано в память или слово, только что извлеченное из памяти.
Слово состояния программы (PSW —program status word).
•S (sign — знак). Содержит знаковый разряд результата последней арифме тической операции.
•Z (zero — нуль). Устанавливает в 1, если результат последней операции равен нулю.
•С (carry — перенос). Устанавливает в 1, если в результате последней ариф метической операции возник перенос (при сложении) или заем (при вычитании) из старшего значащего разряда. Используется при выполнении арифметических операций над многословными операндами.
•Е (equal — равенство). Устанавливает в 1, если при логическом сравнении обнаружено равенство операндов.
•О (overflow — переполнение). Индикатор переполнения при выполнении по следней арифметической операции.
•I (interrupt enable/disable — разрешение/блокировка прерывания). Используется для разрешения или блокировки прерывания.
•SV (supervisor — режим супервизора). Индикатор привилегированного режима выполнения программы (режима супервизора). В режиме супервизора разрешается выполнение некоторых привилегированных машинных команд и доступ к защищенным областям памяти.
Организация регистров в микропроцессорах:
а — Motorola MC68000; б — Intel 8086; в — Intel 80386, 80486, Pentium,
Pentium II
Цикл обработки команды
Диаграмма состояний цикла обработки команды
