Регистры

ШИНЫ

Шина адресная, шина данных, шина управления

Шины данных и шины адресов (на физическом уровне) – много проводные линии с гнездами для подключения электронных схем.

Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шины данных и шину управления:

Шина адреса предназначена для передачи адреса того устройства (или той ячейки памяти), к которому обращается процессор.

По шине данных передаётся вся информация при записи и считывании.

По шине управления передается управляющий сигнал и сигналы синхронизации.

Процесс взаимодействия процессора и памяти сводится к двум операциям – записи и считывания информации. При записи процессор по специальным проводникам (шина адреса) передает биты, кодирующие адрес, по другим проводникам – управляющий сигнал «запись», и еще по другой группе проводников (шины данных) передает записываемую информацию.

При чтении по шине адреса передается соответствующий адрес оперативной памяти (ОП), а с шины данных считывается нужная информация.

По шине адресов передается также адрес порта ввода - вывода, который нужен для

использования ЦП. Сигнал ввода-вывода определяет направление передачи.

Шины могут соединять ЦП как с памятью, так и с УВВ.

Современные компьютеры имеют прямую связь межу памятью и УВВ, что позволяет осуществлять передачу данных к периферийным устройствам и обратно без участия ЦП.

Этот метод передачи данных называется прямым доступом к памяти (ПДП).

Преимуществом ПДП является то, что скорость передачи обеспечивается только временем доступа к памяти (обычно менее 1 мкс).

Для передачи данных через ЦП требуется несколько команд, и на это уходит в 10-20 раз больше времени.

Прямой доступ к памяти применяется с быстродействующими периферийными устройствами, такими как магнитные диски, быстродействующие линии связи или дисплеи.

1.4 ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР

это основной рабочий компонент компьютера, который:

- выполняет арифметические и логические вычисления;

- управляет вычислительным процессом;

- координирует работу всех устройств компьютера.

ЦП обрабатывает данные. Он выбирает команды из памяти, дешифрирует их и выполняет.

ЦП вырабатывает временные сигналы и сигналы управления, передает в память и из памяти и устройств ввода-вывода, выполняет арифметические и логические операции и идентифицирует внешние сигналы.

На рис.13.4. показан структура типичного ЦП.

Рис.13.4.

В течение каждого цикла команды ЦП выполняет много управляющих функций:

Пример:

1. Помещает адрес команды в адресную шину памяти;

2. Получает команду из шины ввода данных и дешифрирует ее;

3. Выбирает адреса и данные, содержащиеся в команде; адреса и данные могут находиться в памяти или в регистрах;

4. Выполняет операцию, определенную в коде команды. Операцией может быть арифметическая или логическая функция, передача данных или функция управления;

5. Следит за управляющими сигналами, такими как прерывание, и реагирует соответствующим образом;

6. Генерирует сигналы состояния, управления и времени, которые необходимы для нормальной работы УВВ и памяти.

Т.е., ЦП является “мозгом”, определяющим действия компьютера.

Основу большинства ЦП образуют рабочие регистры.

Регистры представляют собой сверхоперативное ЗУ небольшой емкости.

Регистры состоят из триггеров и адресуются подобно ячейкам памяти. Как правило, разрядность регистров совпадает с разрядностью процессора. Число регистров невелико.

Использование в программе рабочих регистров выгодно, так как ЦП может получить содержащиеся в них данные, не обращаясь к памяти.

С помощью внутренних шин регистры связаны друг с другом. С другими блоками системы связь осуществляется под управлением программы.

Если ЦП имеет большое число регистров, программе не потребуется большого числа пересылок данных в память и из памяти. Благодаря этому уменьшается число операций обращения к памяти и формат команд.

Наличие большого числа внутрипроцессорных регистров приводит к расширению возможностей дешифрирования и адресации команд и данных.

На рис.1.1.5 показан типовой набор регистров ЦП.

Регистры могут иметь много различных назначений.

Процессоры содержит несколько основных регистров:

Дата добавления: 2014-01-06