Заметим, что эти логические функции можно реализовывать на раз-личных ло­гических элементах

Заключение

Обработка информации на компьютере сводится к логическим и арифметическим операциям над двоичными числами. Используя пред-ставление двоичных чисел в дополнительном коде вычитание, умножение и деление можно свести к операции суммирования. Сочетание суммиро-вания со сдвигом позволяет произвести умножение -разрядных двоич-ных чисел за операций суммирования и операций сдвига. Деление также сводится к операциям сдвига и суммирования. Количество этих операций зависит от требуемой точности вычислений. Помимо пере-численных, компьютер должен выполнять такие операции, как сравнение, выделение части числа, арифметический и логический сдвиг, циклическое сложение кодов, т. е. операции, относящиеся к разряду логических.

Часть процессора, в которой выполняются эти операции называется арифметико – логическим устройством (АЛУ). Остальные составляющие процессора относятся к устройству управления (УУ). Одна из задач устройства управления подавать в АЛУ операнды и код операции, которая должна быть выполнена над операндами. Простейшая схема АЛУ в виде «черного ящика» приведена на рис. 32. Она представляет собой

Рисунок 32

устройство на вход, которого поступают коды чисел и , а также сиг­нал переноса . На выход АЛУ выставляет код результата и значение переноса . Вид операции, выполняемой над числами, задает код опера­ции , поступающий из устройства управления. Таким образом, в функ­ции АЛУ входит запоминание входных операндов и кода операции, де­шифрация кодов операций, выполнение заданных операций и хранение ре­зультатов до поступления следующей порции обрабатываемой информа­ции. Следует отметить, что в состав процессора могут входить несколько АЛУ для реализации операций с целочисленными данными (командами) и для выполнения операций над данными с плавающей точкой. Примером такого процессора служит процессор Intel Pentium, упрощенная схема ко­торого представлена на рис. 33[2]

Рисунок 33

Для автоматического выполнения какой-либо заданной программы или координации работы всех устройств компьютера служит устройство управления (УУ). Все устройства управления имеют общую структуру в

соответствие с выполняемыми ими общими основными функциями (рис. 34). Для реализации «внутренних» операций, связанных с выполнением основных функций УУ (выборкой очередной команды, хранения команды в течение цикла и преобразованием ее адресной части выделяется

Рисунок 34

отдельный блок, обычно называемый блоком управления командами (БУК). Преобразование операционной части команды осуществляется с помощью второго основного блока устройства управления — блока мик­рокоманд (БМК). В структуру УУ могут быть включены блок начального ввода информации, блок прерываний.

Блок микрокоманд служит для преобразования операционной части команды для формирования всех необходимых для выполнения заданной операции наборов управляющих сигналов.

В блоке управления командами формируется адрес очередной ко­манды, хранится код исполняемой команды и осуществляется преоб­разо­вание адресных частей команд, включая действия по образо­ванию ис­полнительных адресов, по которым осуществляется непо­средственная выборка операндов; аппаратура и цепи передачи информации БУК обеспечивают также изменение естественной после­довательности команд в случае выполнения команд условной илибезусловной передачи управ­ления и других. В состав блоков управления командами включаются регистры, счетчики, сумматоры, и другие логические элементы.

Блоки прерываний представляют собой аппаратную часть общих систем прерываний, обеспечивающих в компьютерах прерывание вы­полнения текущих программ и переход к выполнению других прог-рамм. Необходимость прерываний вызвана необходимостью разделе-ния машинного времени между различными рабочими программами и потребностью быстрого реагирования на различные ситуации, связанные с выполнением текущих программ и состояниями отдельных устройств компьютера. К таким ситуациям относятся: переполнение разрядной сетки, нарушение защиты оперативной памяти, выявление неисправнос-ти какого-либо устройства, наличие ошибки в операционной части команды и т. п. Эти ситуации являются причинами, вызывающими пре-рывания.

Рисунок 35

На рис. 35 приведена упрощенная схема процессора Alpha 21066, включа-ющая АЛУ и УУ.

Дата добавления: 2014-11-29