Назначение устройства управления (УУ). (л11)Алгоритм работы УУ при выполнении машинной команды. Два типа УУ. Их отличия. Привести пример последовательности действий (шагов) при сложении двух чисел. Устройство управления управляет работой АЛУ и внутренних регистров в процессе выполнения команды. Согласно коду операций, содержащемуся в команде, оно формирует внутренние сигналы управления блоками МП. Адресная часть команды совместно с сигналами управления используется для считывания данных из определенной ячейке памяти или для записи данных в ячейку. По сигналам УУ осуществляется выборка каждой новой, очередной команды. Приведем алгоритм работы УУ при выполнении машинной команды: Существует два основных типа УУ: 1. УУ с жесткой (аппвратной) логикой или схемной логической. Для каждой операции строится набор комбинационных схем, которые в нужных тактах вырабатывают управляющие сигналы. 2. УУ с гибкой, т. е. с хранимой в памяти программируемой логикой. Каждой операции ставится в соответствие в памяти микрокоманда, выполняемая в течение одного машинного такта и указание, какое должно быть выбрано из ОП следующее слово. В аппаратных (схемных) устройствах управления каждой операции соответствует свой набор логических схем, вырабатывающих определенные функциональные сигналы для выполнения микроопераций в определенные моменты времени. При этом способе построения устройства управления реализация микроопераций достигается за счет однажды соединенных между собой логических схем, поэтому ЭВМ с аппаратным устройством управления называют ЭВМ с жесткой логикой управления. Это понятие относится к фиксации системы команд в структуре связей ЭВМ и означает практическую невозможность каких-либо изменений в системе команд ЭВМ после ее изготовления. При микропрограммной (гибкой) реализации устройства управления в состав последнего вводится ПЗУ, каждый разряд выходного кода которого определяет появление определенного функционального сигнала управления. Поэтому каждой микрооперации ставится в соответствие свой информационный код - микрокоманда. Набор микрокоманд и последовательность их реализации обеспечивают выполнение любой сложной операции. Набор микроопераций называют микропрограммами. Способ управления операциями путем последовательного считывания и интерпретации микрокоманд из ЗУ (наиболее часто в виде микропрограммного ЗУ используют быстродействующие программируемые логические матрицы), а также использования кодов микрокоманд для генерации функциональных управляющих сигналов называют микропрограммным, а ЭВМ с таким способом управления - микропрограммными или с хранимой (гибкой) логикой управления. В целом же, принцип микропрограммного управления (ПМУ) включает следующие позиции: Программа состоит из машинных команд. Программа загружается в оперативную память компьютера. Затем программа начинает выполняться, то есть процессор выполняет машинные команды в той последовательности, в какой они записаны в программе. Для того чтобы процессор знал, какую команду нужно выполнять в определённый момент, существует счётчик команд IP – специальный регистр, в котором хранится адрес команды, которая должна быть выполнена после выполнения текущей команды. То есть при запуске программы в этом регистре хранится адрес первой команды. В процессорах Intel в качестве счётчика команд (его ещё называют указатель команды) используется регистр EIP в 32-разрядных (или IP в 16-разрядных) программах. Цикл выполнения команды:
Привести пример последовательности действий (шагов) при сложении двух чисел. Задание: записать последовательность шагов при выполнении команды сложения содержимого регистров аккумулятора АХ и базового ВХ, результат поместить на место первого операнда. Содержимое регистров: АХ=56С4 Н; ВХ=1038 Н. Решение: в мнемонике Ассемблера: ADD AX,BX
В машинных кодах команда выглядит так: 00000011 11000011. Последовательность шагов при выполнении команды: 1. По счетчику команд IP определяется адрес выполняемой команды, которая извлекается из памяти и помещается в регистр команд процессора с помощью УУ (СОР=000000). 2. УУ в счетчике команд IP формирует адрес следующей команды: выполняемая команда имеет длину 2 байта, значит содержимое регистра IP увеличится на 2 (IP+2). 3. Декодируется команда, т.е. УУ определяет тип команды и посылает в АЛУ сигналы управления, соответствующие типу выполняемой команды (арифметическое сложение). 4. УУ подает операнды из АХ=56С4 Н и ВХ=1038 Н в регистры операндов АЛУ (если операнды находятся в ОП, то УУ производит их выборку и передачу в регистры операндов АЛУ). 5. АЛУ выполняет указанную команду:
+ 0001000000111000 = 0110011011111100 Результат: 66FC H УУ сохраняет результат в заданном месте (в нашем случае в регистре АХ=667С Н) и обновляет содержимое регистра FLAGS в соответствии с результатом выполненной команды: флаг знака ZF=0; флаг нуля SF=0; флаг паритета (чет или нечет) PF=1.
Можно оформить в виде таблицы.
|