Загальні принципи роботи комп’ютера

1. Тема 2: Загальні принципи роботи комп’ютера

1

2. комп’ютер з магістрально-модульною структурою

комп’ютер з магістральномодульною структурою
2

3. Означення 1. Системною шиною називають шину, яка містить кілька десятків провідників, які відповідно до їх функціонального

призначення поділяються на шини —
адреси А, даних D і управління С.
Шина А служить для передачі адреси, яка формується
процесором і дозволяє вибрати необхідну комірку пам’яті
ОЗП або ПЗП, або необхідний ІП при зверненні до
зовнішнього пристрою.
Шина D служить для вибірки команд, що надходять з
ОЗП або ПЗП в КП процесора, і для пересилання
оброблюваних даних (операндів) між процесором і ОЗП
або зовнішнім пристроєм.
Шина С застосовується для передачі різноманітних
сигналів, що визначають режими роботи пам’яті (запис
або зчитування), інтерфейсних пристроїв (введення або
виведення інформації) і процесора (запуск, запити
зовнішніх пристроїв на обслуговування, інформація про
поточний режим роботи та інші сигнали).
3

4. Основні режими роботи комп’ютера :

виконання основної програми;
виклик підпрограми;
обслуговування переривань і
виключень;
прямий доступ до пам’яті.
4

5. Режим виконання основної програми

Код операції (КОП)
Код адреси операндів (КАД)
Означення 2. Командним циклом називають проміжок часу,
необхідний для звернення до ОЗП або зовнішнього
пристрою за допомогою системної шини.
Означення 3. Машинним тактом у комп’ютерах називають
тривалість періоду тактових сигналів Тt, яка задається
тактовою частотою процесора Ft.
5

6. Регістр стану SR (State Register) - біти керування - визначають режим роботи процесора, - біти ознак (прапорці) - вказують

характеристики результату
виконаної операції:
N — ознака знаку (старший біт результату), N -
0 — при позитивному результаті, N = 1 — при
негативному результаті;
С — ознака переносу, С = 1, якщо при
виконанні операції виникло перенесення з
старшого розряду результату;
V— ознака переповнення, V= 1, якщо при
виконанні операцій над числами із знаком
сталося переповнення розрядної сітки
процесора;
Z— ознака нуля, Z = 1, якщо результат
операції дорівнює нулю.
6

7. Режим виклику програми

7

8. Означення 4. Стеком називають спеціальну пам’ять магазинного типу, що працює за принципом «останній прийшов — перший пішов»

(LIFO — «Last In-First Out»).
8

9. Режим обслуговування переривань і виключень

Означення 5. Перериваннями називають ситуації в
комп’ютері, що виникають в результаті надходження
відповідних команд (програмні переривання) або сигналів
від зовнішніх пристроїв (апаратні переривання).
Означення 6. Виключеннями називають нештатні
ситуації в комп’ютері (помилки), що виникають під час
роботи процесора.
9

10. Режим прямого доступу до пам’яті

Означення 7. Режимом прямого доступу до пам’яті
DMA (Direct Memory Access) називають режим, який
використовується, якщо необхідно зробити пересилання
значного масиву інформації між ОЗП і будь-яким
зовнішнім пристроєм, який подає в комп’ютер відповідний
запит.
10

11. Конвеєрний принцип виконання команд

11

12.

Вибірка чергової команди (ВК);
Декодування вибраної команди (ДК);
Формування адреси операнда (ФА);
Прийом операнда з пам’яті (ПО);
Виконання операції (ВО);
Розміщення результату в пам’яті (РР).
Стан очікування (СО)
Стан простою (ПР)
12

13. Означення 8. Очікуванням називають стан виконавчого ступеня конвеєра комп’ютера, коли він не може виконати необхідну

мікрооперацію, оскільки ще не отримано
необхідний операнд, який є результатом виконання
попередньої команди.
Означення 9. Простоєм називають стан виконавчого
ступеня конвеєра комп’ютера, коли він змушений пропустити
черговий такт, оскільки команда, що надійшла, не вимагає
виконання відповідного етапу.
13

14. Означення 10. Суперскалярною називають структуру процесора, що забезпечує одночасне виконання декількох перацій

14

15. Апаратний принцип виконанням операцій

15

16. Мікропрограмний принцип виконання операцій

16