15. Состав и основные функции цп
Процессор – совокупность УУ, АЛУ и связанных с ними триггеров и регистров. Он организует процесс обработки информации путем выборки и последующего выполнения команд программы, находящейся в памяти ЭВМ. Различают следующие виды процессоров:
центральный;
специальный;
ввода - вывода;
передачи данных;
коммуникационный.
Основные функции ЦП:
дешифрирование кода и выполнение команд;
инициализация и контроль работы процессов ВВ;
прием и обработка сигналов прерывания.
Структурная схема цп.
АЛУ
Блок
связи с оперативной памятью
СОЗУ
ПЗУ
Местная
память
РОН
в
Центральное
УУ
Блок защиты памяти
у
Блок
управл
регистров
стр
Блок
прерываний
Блок контроля и диагностики
Запросы на
Прерывание
Процессор – является устройством, которое непосредственно осуществляет процесс обработки данных и программное управление этим процессом. ЦП дешифрирует и выполняет команды программы, организует обращение к ОЗУ, в необходимых случаях инициирует работу ПУ, воспринимает и обрабатывает запросы на прерывание, поступающие от различных устройств ЭВМ и внешней среды.
Фон-неймановская модель ЭВМ. Благодаря её простоте и большой гибкости при управлении вычислительным процессом самых первых образцов ЭВМ она является доминирующей. В последние годы, стремясь достигнуть существенного повышения производительности ЭВМ, конструкторы, в ряде случаев, отходят от этой модели. Возможности построения ЭВМ с отдельными модулями памяти и шинами передачи и хранения команд и данных, допускающие параллельные во времени извлечение их из памяти и передачу по шинам привела к построению новой модели. Такая модель получила название гарвардской, т.к. впервые реализована в гарвардском университете, в 1944 г., на релейной вычислительной машине.
Основные функциональные блоки:
АЛУ. Предназначено для выполнения арифметических и логических операций над операндами, поступающими из ОЗУ или РОН, под действием управляющих сигналов ЦУУ. Имеет в своем составе несколько регистров, предназначенных для хранения операндов в процессе выполнения вычислительных операций и функционирования схемы, для выполнения преобразований операндов при передаче их из одного регистра в другой.
УУ. Предназначено для формирования распределенных во времени и пространстве последовательности управляющих сигналов. Обеспечивает выборку очередной команды из памяти, дешифрирования кода команды, формирования адресов операндов, выборку их из памяти, передачу операндов в АЛУ (где выполняется операция соответствующая коду операции), передачу полученного в АЛУ результата операции в память или аккумулятор, инициализацию операций ВВ, организацию реакции П на запросы прерывания.
Блок управляющих регистров. Предназначен для временного хранения управляющей информации. Он содержит счетчики, регистры и управляющие триггеры, участвующие в управлении вычислительным процессом.
РОН. Местная память, предназначенная, для хранения результатов операций из АЛУ и повышения быстродействия и логических возможностей П. Регистры этого блока указываются в командах программы путем укороченной регистровой адресации, и служит для хранения операндов в качестве аккумуляторов (регистров результатов операции), базовых и индексных регистров, указателя стека, вершины стека и т.д. Эта память выполняется главным образом в виде быстродействующих полупроводниковых ЗУ.
Блок связи с ОП или интерфейс П. Организует обмен информации ЦП с ОЗУ, каналами, ПУ и внешними устройствами по отношению к ЭВМ (другие ЭВМ, приборы контролирующие ТП).
Блок прерываний. Обеспечивает реакцию ЦП на запросы прерывания, поступающих от внешних источников. Прерывание – основной элемент реализации мультипрограммной работы. Прерывание программы – способность ЭВМ, при возникновении определенной ситуации, прервать выполнение текущей программы, запомнить её состояние и передать управление программе реализующей реакцию ЭВМ на конкретное прерывание.
Блок контроля и диагностики. Обнаруживает сбои и отказы в функционировании аппаратуры ЭВМ.
Блок защиты памяти. Предотвращает несанкционированный доступ к программам и данным, памяти.