Регистры

Центральный процессор.

Аппаратные средства компьютерных систем.

Лекция 13

Компоненты аппаратных средств компьютерной системы включают устройства, которые исполняют функции ввода, обработки, хранения данных и вывода информации. Эти компоненты обеспечивают физический механизм ввода и вывода, обработки данных и электронного контроля изменений ввода-вывода и памяти. Аппаратные средства и компоненты программного обеспечения системы составляют архитектуру компьютерной системы.

Способность обрабатывать данные (организовывать и управлять ими) – основной аспект компьютерной системы. В компьютерной системе обработка данных выполняется взаимодействием между одним или несколькими центральными процессорами и основной памятью. Каждый центральный процессор CPU (ЦП) состоит из трех связанных элементов: арифметико-логического устройства, устройства управления и области регистров. Арифметико-логическое устройство ALU (АЛУ) выполняет математические вычисления и делает логические сравнения.

Устройства вывода

Устройства связи

Процессор  

Устройство (2)управления

АЛУ (3)

(1)Область регистров(4)

Память

Внешняя память

Устройства ввода

Рис. 3. Компоненты аппаратных средств компьютерной системы.

Устройство управления CU (УУ) интерпретирует и управляет выполнением команд. Оно последовательно получает доступ к командам программы, расшифровывает их и координирует поток данных в ALU (АЛУ) и из ALU (АЛУ), регистрам, основной памяти и даже внешней памяти и различным устройствам вывода.

Регистры - области быстродействующей памяти в CPU (ЦП), используемой для хранения небольших объемов команд программы и данных непосредственно до, в течение и после выполнения их центральным процессором. Регистры также отличаются от памяти тем, что они не имеют адреса, какой должны иметь ячейки памяти, а вместо этого они управляются непосредственно устройством управления во время выполнения команд.

Некоторые регистры служат нескольким целям, в то время как другие предназначены для выполнения единственной специализированной задачи. Имеются даже специальные регистры, предназначенные, чтобы поддерживать действия над числами в числовом формате с плавающей точкой. Регистры - основные рабочие компоненты CPU (ЦП).

В CPU (ЦП), эквивалент калькулятора известен, как аккумулятор. Имеются обычно несколько аккумуляторов в реальном CPU, и они иногда известны как регистры общего назначения. В большинстве компьютеров регистры общего назначения или аккумуляторы рассматривается как часть арифметико – логического устройства, хотя некоторые производители компьютеров предпочитают рассматривать их как отдельную единицу регистра. Аккумуляторы или регистры общего назначения содержат данные, которые используются для арифметических вычислений, а также и сами результаты. В большинстве компьютеров, эти регистры также используются, чтобы перемещать данные между различными участками памяти и между устройствами ввода-вывода и памятью.

Устройство управления включает в себя несколько важных регистров:

· Регистр счетчика программ - содержит адрес текущей выполняемой команды.

· Регистр команд (IR) (счетчик команд) - содержит очередную команду, выполняемую в настоящее время компьютером.

· Регистр адреса памяти (МАR), содержит адрес конкретной ячейки оперативной памяти.

· Регистр данных памяти (MDR), который иногда называют как регистр буфера памяти, будет cодержать данные, которые направляются на хранение или запрашиваются из ячеек памяти, к которым в настоящее время обращается регистр адреса памяти.

Дата добавления: 2014-01-05