Регистры общего назначения (РОН)

 

Используются в машинных командах для организации индексирования и определения исполнительных адресов операндов, а также для хранения значений наиболее часто используемых операндов, в этом случае сокращается число реальных обращений в ОЗУ и повышается системная производительность ЭВМ.

 

Специальные регистры

 

Качественный и количественный состав специализированных регистров ЦП зависит от архитектуры ЭВМ. Ниже представлены некоторые из возможных типов регистров, обычно входящие в состав специализированных регистров. Кроме регистров, рассмотренных ниже, мы будем доопределять эту группу по ходу курса.

 

Регистр адреса (РА) - содержит адрес команды, которая исполняется в данный момент времени. По содержимому РА ЦП осуществляет выборку текущей команды, по завершении ее исполнения регистр адреса изменяет свое значение тем самым указывает на следующую команду, которую необходимо выполнить.

 

Регистр результата (РР) - содержит код, характеризующий результат выполнения последней арифметико-логической команды. Содержимое РР может характеризовать результат операции. Для арифметических команд это может быть «=0», «>0», «<0», переполнение. Содержимое РР используется для организации ветвлений в программах, а также для программного контроля результатов.

 

Слово – состояние процессора (ССП или PSW) - регистр, содержащий текущие «настройки» работы процессора и его состояние. Содержание и наличие этого регистра зависит от архитектуры ЭВМ. Например, в ССП может включаться информация о режимах обработки прерываний, режимах выполнения арифметических команд и т. п. Частично, содержимое ССП может устанавливаться специальными командами процессора.

 

Регистры внешних устройств (РВУ) - специализированные регистры, служащие для организации взаимодействия ЦП с внешними устройствами. Через РВУ осуществляется обмен данными с ВУ и передача управляющей информации (команды управления ВУ и получения кодов результат обработки запросов к ВУ).

 

Регистр указатель стека - используется для ЭВМ, имеющих аппаратную реализацию стека, в данном регистре размещается адрес вершины стека. Содержимое изменяется автоматически при выполнении «стековых» команд ЦП.

Процессор или центральный процессор (ЦП) компьютера обеспечивает последовательное выполнение машинных команд, составляющих программу, размещенную в оперативной памяти.

 

Структура организации центрального процессора

 

Регистровая память – совокупность устройств памяти ЦП,предназначенных для временного хранения операндов, информации, результатов операций.

Устройство управления (control unit)– координирует выполнение команд программы процессором.

Арифметико-логическое устройство (arithmetic/logic unit) –обеспечивает выполнение команд, предусматривающих арифметическую или логическую обработку операндов.

Рабочий цикл процессора – последовательность действий, происходящая в процессоре во время выполнения программы.

 

Рабочий цикл процессора определяет основной алгоритм работы процессора и его устройств при выполнении программы. В регистре счетчика команд находится адрес первой команды программы.

1. по содержимому счетчика команд выбирается машинное слово, в котором находится очередная команда.

2. счетчик команд увеличиваем на 1.

3. анализируем код операции команды. Если код операции команды некорректный, то происходит прерывание.

4. Если код операции корректный, то происходит анализ типа этой операции.

5. Вычисление адресов операндов.

6. Выбираются значения операндов, которые помещаются в арифметико-логическое устройство.

7. Выполнение команды. Если выполняемая команда есть команда передачи управления, то она передается в устройство управления и, если условия выполняются, то вычисляется исполнительный адрес (адрес перехода), который заносится в счетчик команд.Переход на начало, к шагу 1.