Назначение процессора и его устройство

Процессор - ЦПУ или CPU, его задача не только обрабатывать большую часть информации (выполнять программу, находящуюся в памяти компьютера), но и управлять работой всех частей (аппаратных и программных) компьютера. Процессор состоит из:

• АЛУ, которое выполняет арифметические и логические операции;

• УУ или блок управления, вызывает команды из ОП, определяет их тип (КОП), интерпретирует эти команды (ПЗУ – интерпретатор) и организует обращение к памяти (поиск операндов, запись результатов и т.д.);

• память – кэш-память 1-го уровня, хранение исполняемой команды и данных;

• микропроцессорная, сверхбыстродействующая память - специальные регистры (счетчик команд, регистр команд, регистр данных и т.д.), регистры общего назначения – память для временного хранения операндов;

• машинный интерфейс или интерфейс магистрали – реализует протоколы обмена ЦПУ с памятью компьютера, контроллерами устройств ввода/вывода, и т.д., по определенным правилам и каналам связи.

АЛУ

Арифметикo-логическое устройство предназначено для выполнения арифметических и логических операций преобразования информации.

Функционально АЛУ (рис. 5.1) состоит обычно из двух регистров, сумматора и схем управления (местного устройства управления).

Рис. 5.1 Функциональная схема АЛУ

Сумматор - вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов.

Регистры - быстродействующие ячейки памяти различной длины. При выполнении операции в Pr1 помещается первое число, участвующее в операции, а по завершении операции - результат; в Pr2- второе число, участвующее в операции (по завершении операции информация в нем не изменяется). Регистр 1 может принимать информацию с кодовых шин данных, и выдавать информацию с этих шин.

Схемы управления принимают по кодовым шинам инструкций управляющие сигналы от устройства управления и преобразуют их в сигналы для управления работой регистров и сумматора АЛУ.

АЛУ выполняет арифметические операции только над двоичной информацией с запятой, фиксированной после последнего разряда, т.е. только над целыми двоичными числами.

Выполнение операций над двоичными числами с плавающей запятой и над двоично-кодированными десятичными числами осуществляется или с привлечением математического сопроцессора, или по специально составленным программам.