2. Узлы алу

АЛУ выполняет сложение, вычитание и другие простые операции над входными данными и помещает результат в выходной регистр. арифметической и обработки данных.

Операционный блок (ОПБ) выполняет арифметические и логические операции над поданными на вход операндами. Выбор конкретной операции определяется кодом операции команды. На нашей схеме код операции поступает после предварительной дешифрации из регистра команд, в реальных машинах КОп зачастую поступает из МПА после преобразования в иную форму. Операционные блоки АЛУ строятся как комбинационные схемы и не обладают внутренней памятью, поэтому до момента сохранения результата операнды должны присутствовать на входе блока.

Регистры операндов РХ и РУ обеспечивают сохранение операндов на входе операционного блока вплоть до получения результата операции и его записи (в аккумулятор).

Регистр признаков (РПрз) предназначен для фиксации и хранения признаков результата последней выполненной команды (флагов). Такие признаки информируют о равенстве результата нулю, о знаке результата, о возникновении переноса из старшего разряда, переполнении разрядной сетки и т.д. Содержимое РПрз обычно используется УУ для реализации условных переходов по результатам операций АЛУ¹⁶. Для каждого признака отводится отдельный разряд в РПрз.

Аккумулятор (Акк)- это регистр, выполняющий разнообразные функции: в него предварительно загружается один из операндов, участвующих в арифметической или логической операции, хранится результат предыдущей команды, заносится результат очередной операции, через Акк зачастую производятся операции ввода вывода. Аккумулятор в равной мере можно отнести как к АЛУ, так и к УУ, а в ВМ с регистровой архитектурой его можно рассматривать как один из регистров общего назначения.

3. Основная память.

Вне зависимости от типа используемых микросхем основная память (ОП) представляет собой массив запоминающих элементов (ЗЭ), организованных в виде ячеек, способных хранить некую информацию, обычно один байт. Каждая ячейка имеет свой уникальный адрес. Ячейки ОП образуют матрицы. Выбор ячейки обеспечивает дешифратор адреса памяти, который преобразует поступивший из РАП адрес ячейки в разрешающие сигналы, подаваемые на горизонтальные (строки) и вертикальные (столбцы) линии матрицы, на пересечении которых расположена адресуемая ячейка. Обычно приходится использовать несколько микросхем памяти, при этом процесс обращения к ячейке состоит из выбора микросхемы (на основании старших разрядов адреса) внешними схемами и выбора ячейки внутри микросхемы (младшие разряды адреса).

4. Модуль ввода/вывода

Задачей модуля ввода/вывода (МВВ) является обеспечение подключения к ВМ различных периферийных устройств (ПУ) и обмена информацией с ними. На нашей схеме МВВ состоит из дешифратора порта ввода/вывода, множества портов ввода и множества портов вывода.

• Периферийное устройство (ПУ)– это устройство, которое конструктивно отделено от центральной части и имеет собственное управление, выполняет запросы микропроцессора без его непосредственного вмешательства.

• Интерфейс – соглашение о связи с другими устройствами.

Порты ввода и порты вывода. Портом называют схему, ответственную за передачу информации из ПУ ввода в аккумулятор АЛУ (порт ввода) или из аккумулятора на ПУ вывода (порт вывода). Схема обеспечивает электрическое и логическое сопряжение ВМ с подключенным к нему периферийным устройством.

Различают два типа коммуникационных портов:

• Последовательный (serial) - используется для побитового обмена с медленнодействующими или удаленными ПУ.

• Параллельный (parallel) - используется для обмена с быстродействующими ПУ.

Каждое ПУ подключается к своему порту, каждый порт имеет свой уникальный адрес, адрес порта указывается в адресной части команды ввода/вывода.

Дешифратор номера порта ввода/вывода обеспечивает преобразование номера порта в сигнал, разрешающий операцию ввода или вывода на соответствующем порте. Непосредственно ввод (вывод) происходит при поступлении из МПА сигнала Вв или Выв.