Структура вычислительной машины на примере УЦВМ. Программирование на ЯВУ. Лекция 2

1. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

Уровни рассмотрения машины:
1) уровень языков высокого уровня;
2) уровень ассемблера;
3) машинный уровень;
4) уровень микропрограммирования
(микроопераций)

2. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

Структура – это совокупность элементов
системы и связей между ними.
Для представления структуры обычно
применяют схему или граф.
Структурные элементы УЦВМ:
регистр, запоминающее устройство (ЗУ),
арифметико-логический блок (АЛБ),
шина, устройство управления (УУ)

3. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

Шина – это устройство для передачи
информации от одного устройства
другому.
Шина реализует операцию B = A
A
B
8 (проводов)

4. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

Регистр – это устройство, предназначенное
для хранения двоичных слов и
выполнения элементарных операций.

5. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

Запоминающее устройство (ЗУ) – это устройство,
предназначенное для хранения, чтения и
записи информации.
MA (memory address) – регистр адреса
0
MA
11
D (data) – регистр данных
Чтение: D=W[MA]
ОП
0
D
23
чтение
Запись: W[MA]=D
запись
При записи старое содержимое ячейки
памяти заменяется новым.
При чтении информация из ОП
переписывается в регистр D, причём
информация в ОП не разрушается.

6. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

Арифметико-логический блок (АЛБ) – это
устройство, предназначенное для
выполнения арифметических и логических
операций над словами.
0
R
A – аккумулятор
R – локальная регистровая память
23
A=A <КОп> R
CC
ПУСК
АЛБ
2
КОп
8
0
A
23
CC (Condition Code) – признак
результата:
СС
Условие
00
A==0
01
A<0
10
A>0
11
Переполнение

7. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

Устройство управления (УУ) подаёт
управляющие сигналы в соответствии с
программой и текущим состоянием ЦВМ.
CC
Пуск АЛБ
2
КОп
УУ
8
...
управляющие сигналы
(микрокоманды)
Чтение/запись

8. Структура вычислительной машины на примере УЦВМ

R:=D
0
MA:=Адрес
23
R
CC
Пуск
АЛБ
2
0
MA:=PC
11
MA
Чтение
ОП
Запись
8
0
A
23
0
A:=D
D
23
D:=A
PK:=D
РК 0
КОп
7
Адрес
23
0
PC:=Адрес
УУ
управляющие сигналы
«пуск»
«останов»
PC
11
PC:=ПА
ПУ

9.

Алгоритм работы УЦВМ (функции УУ)