Składniki komputera zawierające informację o stanie komputera

- składniki 10 i 11 zawierają informacje o sterowaniu wyjątkami,

- gałąź składnika 1 oznaczona Op=other wskazuje na następny stan gdy pole opcode instrukcji jest inne niż

w pozostałych gałęziach,

- gałąź składnika 7 oznaczona Overflow wskazuje jaka akcja zostanie podjęta gdy ALU sygnalizuje

przepełnienie.

2.Żądanie pobrania informacji z I/o

Wykonywanie programu użytkownika zazwyczaj wymaga korzystania z urządzeń wejścia i wyjścia, na przykład dysku. Pośrednikiem między procesorem a I/O jest system operacyjny. Musi się to odbywać za pośrednictwem systemu operacyjnego, który zarządza pracą wszystkich urządzeń. Aby procesor mógł wykonać jakąś operację I/O musi sprawdzać co pewien czas czy urządzenie zakończyło operację zleconą wcześniej. Ponieważ procesor wykonuje wiele programów i jest o wiele szybszy niż urządzenia I/O to takie oczekiwanie może trwać wiele cykli zegara i w tym czasie procesor wielokrotnie sprawdza stan urządzenia. Taki mechanizm kontaktowania się procesora z I/O powoduje marnowanie czasu procesora. Można go uniknąć wykorzystując mechanizm przerwania. Jeżeli urządzenie I/O chce zawiadomić procesor, że zakończyło jakąś operację lub, że wymaga ingerencji procesora to wywołuje przerwanie dotychczasowych czynności procesora. Informacja o tym, które urządzenie I/O wywołało przerwanie zostaje umieszczona w rejestrze przyczyn. Dzięki temu, gdy system operacyjny przejmuje kontrolę to już wie, które z urządzeń I/O wymaga jego interwencji i odpowiedniego działania. Dzięki zastosowaniu mechanizmu przerwań procesor unika częstego sprawdzania stanu urządzeń I/O, a zaoszczędzony czas zostaje przeznaczony na wykonywanie programu. Więcej informacji na temat organizacji urządzeń I/O znajduje się w następnej części.

Przetwarzanie potokowe (pipelining)

Jest to technika wykonywania programu polegająca na tym, że w tej samej chwili wykonywane są więcej niż jedna instrukcji. Jej celem jest globalne skrócenie czasu wykonania programu. Poprzednio omawiany, klasyczny sposób wykonywania instrukcji MIPS składał się z kolejno po sobie następujących krokach:

- pobranie instrukcji z pamięci,

- odczytanie rejestrów z równoczesnym dekodowaniem instrukcji,

- wykonanie operacji lub obliczenie adresu,

- pobranie (Access) operandu z pomięci danych,

- zapisanie wyniku w rejestrze.

Zatem potok MIPS składa się z 5 etapów. Tabela podaje czasy trwania każdego z nich dla kilku wybranych instrukcji. (slt = set less then, beq = branch on equal)

Instrukcja	Pobranie instrukcji	Odczytanie rejestru	Operacja ALU	Dostęp do danych	Zapisanie w rejestrze	Suma
loadword (lw)	200	100	200	200	100	800
storeword (sw)	200	100	200	200		700
add, sub,and,or,slt	200	100	200		100	600
branch (beq)	200	100	200			500