Арифметико-логическое и управляющее устройства

Первичная память и ЦПУ

Примеры кодов ASCII и EBCDIC

Символ или число	Двоичное число ASCII-8	Двоичное число EBCDIC
А
Е
Z
	00110000	11110000
	00110001	11110001
	00110101	11110101

Центральное вычислительное устройство (CPU, central processing unit) — это компонент компьютерной системы, который производит обработку букв, симво­лов и чисел, а также контролирует работу других компонентов компьютерной системы (рис. 5.4). Память, расположенная рядом с ЦПУ, называется первичным хранилищем (иногда она также называется первичной, или основной, памятью). Именно здесь организовано временное хранение данных и программных инст­рукций, используемых в процессе вычислений. Первичная память, ЦПУ, а также другие устройства связаны с помощью шин трех различных типов. Шина данных перемещает данные в первичное хранилище, а также извлекает их оттуда. Адрес­ная шина передает сигналы, определяющие адрес в первичном хранилище. Таким образом, определяются размещаемые дацные. Управляющая шина передает си­гналы, определяющие считывание/запись данных по определенному адресу в пер-

вичной памяти, а также в устройствах ввода/вывода. Характеристики ЦПУ и пер­вичной памяти играют определяющую роль для быстродействия и других воз­можностей компьютеров.

Как показано на рис. 5.4, ЦПУ состоит из арифметико-логического и управ­ляющего устройств. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) реализует вы­полнение компьютером основных арифметических и логических операций. В част­ности, выполняются операции сложения, вычитания, умножения, деления, а также определения знака числа. Помимо реализации арифметических операций в за­дачи АЛУ входит определение того, является ли одна величина больше другой, а также установка факта равенства. АЛУ способно выполнять логические опера­ции с двоичными кодами символов, а также с числами.

Управляющее устройство координирует и контролирует функционирование других компонентов компьютерной системы. В его задачи входят загрузка ранее сохраненных программ (одна инструкция в единицу времени), а также управле­ние другими компонентами компьютерной системы в процессе выполнения тре­буемых программой задач. Набор операций, требуемых для выполнения одной

машинной инструкции, называется машинным циклом. Для устаревших компью­теров и ПК длина машинного цикла измеряется миллисекундами. В случае более мощных компьютеров машинный цикл оценивается наносекундами или пикосе-кундами. Длина машинного цикла также может измеряться в MIPS (миллион инструкций, выполняемых за одну секунду).

Дата добавления: 2015-04-29