Що таке програмна модель та архітектура мікропроцесора та ЕОМ

Мікропроцесор або ЕОМ - великі та складні пристрої. Але для того, хто працює з ними та складає для них програми (назвемо його користувачем) зовсім не обов'язково розумітися на схемотехнічних тонкощах та особливостях будови та внутрішнього функціонування мікропроцесора або ЕОМ. Йому необхідні лише ті відомості, котрі потрібні для складання програм. До таких належать:

- розрядність ПІД;

- розрядність ША та розмір адресного простору;

- система команд, формат та коди команд;

- тривалість виконання цих команд;

- імена й адреси програмно-доступних регістрі» (наприклад, робочих регістрів мікропроцесора);

- адреси зовнішніх пристроїв та правила звернення до них. Сукупність цих відомостей має назву архітектури мікропроцесора

й складає його програмну модель, тобто те, яким бачиться мікропроцесор користувачеві.

ЛЕКЦІЯ 4

Як працює мікропроцесор

Ієрархія циклів

Весь процес виконання мікропроцесором будь-якої команди складається з ряду окремих елементарних операцій (циклів). Найбільшим у ієрархії циклів є командний цикл, тобто проміжок часу, протягом якого виконується та чи інша команда.

Командний цикл складається з дрібніших операцій - машинних циклів. Машинний цикл є процедура звернення процесора до пам'яті чи зовнішнього пристрою для запису, читання або обробки інформації. Ці цикли виконуються послідовно, один за одним. Так, наприклад, двобайтова команда MVI В, А9 (тобто записати число А9 у регістр В) виконується за два машинні цикли:

1. Звернення до пам'яті за адресою, що міститься в лічильнику команд. Пам'ять виставляє на ШД код команди MVI В - 06 Н = 0000 0110 В. Цей код аналізується мікропроцесором і останній робить висновок, що в команді повинен бути ще один байт - байт даних. Він має адресу на одиницю більшу від попереднього.

2. У другому машинному циклі цей другий байт видобувається з пам'яті й заноситься до робочого регістра В.

Інший приклад - команда SHLD ADR - пересилання вмісту HL-пари до пари суміжних комірок пам'яті за адресою ADR, указаної в команді. Ця команда виконується за п'ять машинних циклів. Перший - видобування з пам'яті коду команди SHLD [23]; наступні два цикли - це видобування вказаних у команді двох байтів адреси. І нарешті, два останні машинні цикли - це пересилання вмісту HL-пари в пам'ять за вказаною адресою.

Машинний цикл, у свою чергу, складається з найдрібніших одиниць - тактів.