Устройство и работа процессора

Назначение процессора:

1. Управлять работой ЭВМ по заданной программе;
2. Выполнять операции обработки информации.

Для выполнения первой задачи в процессор входит управляющее устройство. Вычислительным инструментом процессора является арифметико-логическое устройство. Третьей составляющей процессора является регистровая память.

В состав процессора входят:
• устройство управления;
• арифметико-логическое устройство;
• регистры процессорной памяти.

Размер регистра равен размеру машинного слова.

РИСУНОК 2. Состав устройств процессора:

Во время работы программы в регистры по очереди по-мещаются ее команды и вся необходимая информация для их выполнения. Например, при выполнении команды сложения из ПРОГРАММЫ 1:

сама команда переписывается в специальный регистр (он называется регистром команд), слагаемые из ячеек 20 и 24 заносятся в два других регистра, сумма первоначально также получается в регистре, а затем переписывается в ячейку 2С.

Выполнение программы производится автоматически. Последовательность работы процессора при выполнении программы называется циклом работы процессора. Его можно описать в виде следующего алгоритма:

нач выбрать первую команду программы
     пока не команда «ОСТАНОВ», повторять
     нц выполнить команду
           выбрать следующую команду программы
     кц
кон

А теперь вернемся к ПРОГРАММЕ 1 вычисления выражения (А+В) * С. Предположим, что эта программа занесена в память «УК Нейман». Опишем взаимодействие пользователя и компьютера в ходе ее выполнения. Допустим, что мы хотим вычислить выражение при А = 200, В = 437, С = 2.

Процессор начинает исполнять программу с команды, находящейся в ячейке 00. В нашей программе это команда ввода А. ЭВМ останавливается и ждет действий пользова-теля. Пользователь набирает на клавиатуре шестнадцатеричный код числа 200 (200₁₀ = С8₁₆):

и нажимает клавишу <ВВОД>, после чего число 200 введено в ячейку 20. Следующая команда требует ввода значения В (437₁₀ = 1B5₁₆). Пользователь вводит:

Последним вводится значение С:

Последующие команды программы выполняются автома-тически. После выполнения команды вывода (ячейка 14) на экране появится следующий результат:

Работа программы завершится по команде останова.

Полученный результат — это шестнадцатеричная форма внутреннего представления. Чтобы получить ответ в десятичной системе, нужно выполнить перевод их шестнадцатеричной системы в десятичную. Вспомним, как это делается:

Наверняка у вас не вызвало энтузиазма то, что числа вводятся и выводятся в шестнадцатеричном виде. Выполняя расчеты на современных ЭВМ, пользователь имеет дело с десятичными числами. Про двоичную и шестнадцатеричную системы он может вообще ничего не знать. Но не надо забывать, что наш компьютер — учебный. На его примере мы стремимся понять, как работает ЭВМ. Родной язык компьютера — это язык машинных команд и двоичных чисел. Автоматический перевод чисел из двоичной в десятичную систему и обратно производится с помощью специальных программ перевода, а это уже программный сервис. Но здесь вы знакомились с учебным компьютером, лишенным всякого программного обеспечения. С такой машиной можно общаться только на языке двоично-шестнадцатеричных кодов.

Коротко о главном

Назначение процессора: управлять работой компьютера и выполнять отдельные операции обработки информации.

В состав процессора входят устройство управления, арифметико-логическое устройство, регистры памяти.

Процессор начинает выполнение программы с ее первой команды. Алгоритм работы процессора носит циклический характер. Работа заканчивается выходом на команду останова.

Вопросы и задания

1. Перечислите устройства, входящие в состав процессора, и назовите их функции.
2. Что такое цикл работы процессора и по какому условию он завершается?
3. Составить программы решения следующих задач для «УК Нейман» . Для данных значений А и В вычислить выражения
   (А + В)²;
   А² - В²;
   (А - В)³;
   А³ - В³;
   (А² - В² )² + А²В²;
   (А² - В²)(А² + В²).