Тракт данных типичного процессора

Тракт данных типичного фон-неймановского процессора состоит из регистров (обычно от 8 до 32), АЛУ и нескольких коммуникационных шин. Структура тракта, особенности архитектуры процессора зависят от структуры системы команд.

Большинство команд можно разделить на две группы: команды типа регистр-память и типа регистр-регистр. Команды первого типа вызывают слова из оперативной памяти и помещают их в регистры, где они используются в качестве входных данных АЛУ. В этом случае регистры выполняют специальные функции и носят названия: регистр данных (запомним, что разрядность слова соответствует разрядности регистра данных), регистр адреса, регистр команд. Самый важный регистр – счетчик команд, который указывает, какую команду нужно выполнять дальше.

Устройство Управления

ОП

Адрес Данные

Адрес Команды

Адрес Команды

Адрес Данные

Регистр адреса

Регистр команд

Счетчик команд

Шина записи

Регистр данных

АЛУ

АКК

Рис. 5.5 Структура «память-регистр»

Содержимое регистров поступает во входные регистры АЛУ, которые служат в качестве буфера (временного хранилища данных, как, собственно, и любой регистр по определению). Это абсолютно необходимо, т.к. АЛУ может выполнять операции сложения, вычитания и т.д. только если входные данные приходят к нему одновременно. Содержимое АЛУ (результат операции или пересылки) отправляется в следующий регистр – буфер, иногда его называют аккумулятором. При этом даже простые команды занимают 3-4 такта частоты процессора.

Регистровый файл

Входной регистр АЛУ