Выборка следующей команды

32. Когда устройство управления завершит выполнение команды, оно должно выбрать следующую команду из памяти в РгК. Адрес следующей команды содержится в специальном регистре, называемом Счетчиком Команд (СчК). Всякий раз при выборке команды устройство управления одновременно увеличивает содержимое СчК на единицу, чтобы после выполнения команды можно было произвести выборку следующей. Таким образом, устройство управления работает с командами в порядке, в котором они помещены в ОЗУ. Подобная ситуация иллюстрируется на рис.5.8.

33. Последовательность выборки команды:

а) копируется адрес следующей команды из СчК в РгАП (адрес 8 в примере на рис.5.8);

б) прибавляется 1 к содержимому СчКСчК:= СчК +1 (9);

в) содержимое ячейки (команда), которая адерсуется РгАП, пересылается в РгД;

г) содержимое РгД копируется в РгК.

Этим выборка завершается.

34. Цикл процессора - процесс обработки каждой команды, состоящий из двух этапов: выборка и исполнение.

Рис. 5.8. Структура цепей выборки команды

35. В примере выполнения операции СЛОЖЕНИЕ считалось, что одно из слагаемых уже в аккумуляторе. Как оно попадает туда? Для этой цели существует команда ЗАГРУЗКА в аккумулятор. Если данное из памяти необходимо иметь в аккумуляторе, его надо скопировать в РгД, а затем в аккумулятор. Этот процесс называется загрузкой данных в аккумулятор. Команда загрузка состоит из кода операции загрузки и адреса операнда (рис. 5.9).

Операция: загружается в аккумулятор содержимое ячейки ОЗУ с адресом (номером) 2.

Рис. 5.9. Формат команды ЗАГРУЗКА

36. Запоминание содержимого аккумулятора – команда СОХРАНИТЬ. Содержимое аккумулятора пересылается по адресу, определенному в адресной части команды.

КОМАНДЫ ПЕРЕХОДОВ

37. Ранее было сказано, что устройство управления имеет дело с командами в порядке, в котором они помещены в ОЗУ, значение СчК увеличивается на 1 после выполнения очередной выборки. Тем не менее эта последовательность может быть изменена посредством специальных команд, называемых командами перехода (или ветвления). Есть два типа команд перехода:

а) команда безусловного перехода;

б) команда условного перехода.

38. Команда безусловного перехода. Когда устройство управления выполняет команду безусловного перехода, оно заменяет адрес в СчК адресом операнда, указанным в команде перехода. Когда производится следующая выборка, команда будет выбираться по новому адресу (рис. 5.10).

Рис.5.10. Безусловный переход

39. Команда условного перехода изменяет СчК, если встречается определенное состояние. Это проиллюстрировано рис. 5.11.

Содержимое ячейки 7

Рис. 5.11. Условный переход

ВВОД И ВЫВОД

40. Подробное изложение того, как центральный процессор вводит данные с периферийных устройств или выводит их сложно для простого объяснения. Следующие понятия могут дать некоторое представление:

а) обычная команда ввода/вывода - передача символа на устройство. Периферийные устройства имеют номера (или адреса), которые указываются в адресной части команды;

б) в медленных устройствах, например, на экран дисплея, данные передаются блоками как потоки символов. Эти передачи инициируются машинными командами, но завершаются автоматически аппаратными средствами.

СПОСОБЫ АДРЕСАЦИИ

41. В приведенных ранее примерах адреса, помещенные в адресной части команды, передавались в РгАП без изменений. Данный способ адресации носит название - непосредственная (или абсолютная) адресация.

Данное в адресной части команды - исполнительный адрес операнда. Непосредственная адресация - простая, быстрая и эффективная, но адресуемое пространство ограничено. В выше указанном примере 12 битов позволяют определить 2¹²- 4096₁₀ячеек памяти для адресации. Эту проблему можно преодолеть:

а) использованием более длинных слов;

б) использованием более чем одного слова для адреса, например, следующую ячейку (расширенный адрес);

в) использованием альтернативных методов.

42. Косвенная адресация. Если используется косвенная адресация, то содержимое адресной части команды не является адресом операнда. Этот адрес содержит адрес ячейки, в которой находится адрес операнда.

43. Индексная адресация. Для этого способа характерно то, что необходимый адрес получается сложением содержимого адресной части команды с числом, загруженным в специальный регистр, называемый индексным регистром (РгИ), или регистром модификации (рис.5.12).

Рис.5.12. Блоки процессора, связанные с индексной адресацией

Загрузка в индексный регистр может производиться целым рядом методов в соответствии с используемым компьютером. В нашем гипотетическом компьютере мы будем считать, что индексный регистр может быть загружен из аккумулятора посредством специальной команды.

44. Прямая адресация. В этом способе данные помещаются в аккумулятор непосредственно с помощью команды, т.е. без обращения к памяти. Поэтому вводится команда загрузки в аккумулятор числа (код операции должен отличаться от кода команды загрузки из ОЗУ в аккумулятор, описанной ранее).

45. Суммируя вышеизложенное, представим элементы и связи процессора компьютера – структурную схему - в следующем виде (рис. 5.13).

Устройство Аккумулятор