Структура модели процессора. Регистры. Ассемблер. АЛУ. Микропрограммы. Цикл команды презентация

Содержание

Слайд 2

План лекции Структура модели процессора Регистры Ассемблер АЛУ Микропрограммы Цикл команды Примеры

План лекции

Структура модели процессора
Регистры
Ассемблер
АЛУ
Микропрограммы
Цикл команды
Примеры

Слайд 3

Структура модели процессора

Структура модели процессора

Слайд 4

Структура

Структура

Слайд 5

Структура Процессор включает: регистры (микропроцессорная память) УУ (устройство управления) память

Структура

Процессор включает:
регистры (микропроцессорная память)
УУ (устройство управления)
память микропрограмм
таблица адресов микропрограмм
АЛУ (арифметико-логическое устройство)

Слайд 6

Регистры

Регистры

Слайд 7

Регистры Счетчик команд Регистр команд Регистр адреса Регистр данных Регистры общего назначения: AX, BX, CX, DX

Регистры

Счетчик команд
Регистр команд
Регистр адреса
Регистр данных
Регистры общего назначения:
AX, BX, CX, DX

Слайд 8

Регистры Все регистры 8-разрядные Регистры делятся на группы: управляющие регистры

Регистры

Все регистры 8-разрядные
Регистры делятся на группы:
управляющие регистры
счетчик команд и регистр команд
регистры

работы с оперативной памятью
регистр адреса и регистр данных
регистры общего назначения
AX, BX, CX, DX
Слайд 9

Регистры Счетчик команд – регистр, в котором хранится адрес выполняемой

Регистры

Счетчик команд – регистр, в котором хранится адрес выполняемой команды
Счетчик –

потому что есть специальный сигнал – увеличения значения регистра на 1
Слайд 10

Регистры Регистр команд – регистр, в котором хранится код операции выполняемой команды

Регистры

Регистр команд – регистр, в котором хранится код операции выполняемой команды

Слайд 11

Регистры Машинная команда состоит из двух частей – код операции

Регистры

Машинная команда состоит из двух частей – код операции и операнды
Код

операции говорит о том, что нужно сделать с операндами
Операндами могут быть:
регистры
константы
адреса ячеек памяти (переменные)
Слайд 12

Примеры

Примеры

Слайд 13

Обозначения на Ассемблере Загрузка: MOV (move) Сложение: ADD (addition) Сложение

Обозначения на Ассемблере

Загрузка: MOV (move)
Сложение: ADD (addition)
Сложение с переносом: ADC
Вычитание: SUB

(subtract)
Вычитание с переносом: SBB
Слайд 14

Обозначения на Ассемблере Сдвиг влево: SHL (shift left) Сдвиг вправо:

Обозначения на Ассемблере

Сдвиг влево: SHL (shift left)
Сдвиг вправо: SHR (shift right)
Переход:

JMP (jump – прыжок)
Вычитание без изменения операндов: CMP (compare – сравнить)
используется в командах условного перехода
Слайд 15

Примеры машинных команд, записанных на Ассемблере MOV AX, BX AX

Примеры машинных команд, записанных на Ассемблере

MOV AX, BX AX := BX
ADD AX,

DX AX := AX + DX
ADC AX, BX AX := AX + BX + CF
SUB CX, BX CX := CX – BX
SBB DX, AX DX := DX – AX – CF
SHL AX сдвиг AX влево на 1 бит
SHR BX сдвиг BX вправо на 1 бит
Слайд 16

Обозначения на Ассемблере Константы обозначаются числами: ADD AX, 5 AX

Обозначения на Ассемблере

Константы обозначаются числами:
ADD AX, 5 AX := AX + 5
Содержимое

ячейки памяти указывается в квадратных скобках:
SUB BX, [89] вычесть из ВХ содержимое ячейки памяти по адресу 8916
MOV CX, [AX] загрузить в СХ содержимое ячейки памяти, адрес которой хранится в АХ
Слайд 17

Регистры Регистр адреса (ADDR) содержит адрес ячейки оперативной памяти, с

Регистры

Регистр адреса (ADDR) содержит адрес ячейки оперативной памяти, с которой сейчас будем

работать (читать или писать)
Слайд 18

Регистры Регистр данных (DATA): в случае записи в ОЗУ содержит

Регистры

Регистр данных (DATA):
в случае записи в ОЗУ содержит то, что будем записывать
в

случае чтения из ОЗУ туда придут данные из ячейки памяти
Слайд 19

Регистры Регистры общего назначения (AX, BX, CX, DX) нужны для

Регистры

Регистры общего назначения (AX, BX, CX, DX) нужны для временного хранения данных,

с которыми сейчас работаем
Слайд 20

Арифметико-логическое устройство

Арифметико-логическое устройство

Слайд 21

АЛУ Все данные проходят в процессоре через арифметико-логическое устройство: пересылка данных арифметические операции логические операции

АЛУ

Все данные проходят в процессоре через арифметико-логическое устройство:
пересылка данных
арифметические операции
логические операции

Слайд 22

Слайд 23

АЛУ Вход А и выход:

АЛУ

Вход А и выход:

Слайд 24

АЛУ Вход В:

АЛУ

Вход В:

Слайд 25

АЛУ Результат выполненной операции влияет на флаги Флаг – это

АЛУ

Результат выполненной операции влияет на флаги
Флаг – это бит в специальном

регистре процессора, отвечающего за результат последней выполненной в АЛУ операции
Слайд 26

Флаги CF (Carry Flag) – флаг переноса OF (Overflow Flag)

Флаги

CF (Carry Flag) – флаг переноса
OF (Overflow Flag) – флаг переполнения
ZF

(Zero Flag) – флаг нуля
SF (Signum Flag) – флаг знака
PF (Parity Flag) – флаг четности
Слайд 27

Флаги CF = 1, если получился бит переноса OF =

Флаги

CF = 1, если получился бит переноса
OF = 1, если есть

переполнение
ZF = 1, если результат равен нулю
SF = 1, если знаковый бит равен 1
PF = 1, если количество единиц четно
Слайд 28

Флаги Флаги учитываются при выполнении команд условных переходов: JZ N

Флаги

Флаги учитываются при выполнении команд условных переходов:
JZ N – переход на

адрес N, если ZF = 1
JNZ N – переход на адрес N, если ZF = 0
JS N – переход на адрес N, если SF = 1
JNS N – переход на адрес N, если SF = 0
Слайд 29

Флаги Пример: Если AX = BX перейти на адрес N

Флаги

Пример:
Если AX = BX перейти на адрес N
CMP AX, BX AX –

BX, флаги
JZ N Проверка флага ZF
Слайд 30

Устройство управления

Устройство управления

Слайд 31

Микропрограммы Все компоненты процессора работают в соответствии с сигналами управления

Микропрограммы

Все компоненты процессора работают в соответствии с сигналами управления (Y1-Y30)
Набор конкретных

значений всех сигналов Y1-Y30 называется микрокомандой
Одна микрокоманда определяет поведение процессора в одном такте
Слайд 32

Микропрограммы Машинная команда обычно реализуется несколькими микрокомандами Для каждой машинной

Микропрограммы

Машинная команда обычно реализуется несколькими микрокомандами
Для каждой машинной команды нужна своя

последовательность микрокоманд
Такая последовательность называется микропрограммой
Слайд 33

Микропрограммы

Микропрограммы

Слайд 34

Микропрограммы Кроме того, нужна общая последовательность микрокоманд, отвечающая за постоянное

Микропрограммы

Кроме того, нужна общая последовательность микрокоманд, отвечающая за постоянное считывание машинных

команд из памяти
Совокупность действий процессора, происходящих при чтении и исполнении машинной команды, называется циклом команды
Слайд 35

Цикл команды Цикл команды включает: Выборка команды Декодирование команды Выполнение команды Запись результата

Цикл команды

Цикл команды включает:
Выборка команды
Декодирование команды
Выполнение команды
Запись результата

Слайд 36

Цикл команды 1. Выборка команды – это чтение из ОЗУ

Цикл команды

1. Выборка команды – это чтение из ОЗУ очередной машинной команды
Как

процессор узнает, откуда брать следующую команду?
Слайд 37

Цикл команды 1. Выборка команды Адрес команды находится в счетчике

Цикл команды

1. Выборка команды
Адрес команды находится в счетчике команд
Первый байт команды

(код операции) считывается в регистр команды
Слайд 38

Цикл команды 2. Декодирование команды – определение по коду операции

Цикл команды

2. Декодирование команды – определение по коду операции адреса в памяти

микропрограмм, где располагается соответствующая коду операции микропрограмма
Слайд 39

Цикл команды 3. Выполнение команды – осуществление необходимых для данной

Цикл команды

3. Выполнение команды – осуществление необходимых для данной машинной команды

действий:
настройка АЛУ на нужную операцию
подготовка входов А и В
выполнение операции
Слайд 40

Цикл команды 4. Запись результата – пересылка результата операции в нужный регистр или ячейку памяти

Цикл команды

4. Запись результата – пересылка результата операции в нужный регистр

или ячейку памяти
Слайд 41

Цикл команды

Цикл команды

Слайд 42

Цикл команды В цикле команды необходимо также предусмотреть формирование адреса следующей команды Как это делать?

Цикл команды

В цикле команды необходимо также предусмотреть формирование адреса следующей команды
Как

это делать?
Слайд 43

Цикл команды Обычно это делается путем увеличения счетчика команд на

Цикл команды

Обычно это делается путем увеличения счетчика команд на 1
В том

случае, если выполняются команды перехода, в счетчик команд из памяти заносится адрес перехода
Слайд 44

Микропрограммы Сигналы управления делятся на группы: Y1-Y6 – управляющие регистры

Микропрограммы

Сигналы управления делятся на группы:
Y1-Y6 – управляющие регистры и регистры работы с

ОЗУ
Y7-Y18 – АЛУ
Y19-Y30 – переход на следующую команду в памяти микропрограмм
Слайд 45

Микропрограммы Y19-Y22 определяют условие перехода Y23-Y30 кодируют адрес безусловного перехода

Микропрограммы

Y19-Y22 определяют условие перехода
Y23-Y30 кодируют адрес безусловного перехода

Слайд 46

Микропрограммы

Микропрограммы

Слайд 47

Пример 1 Написать микропрограмму реализации машинной команды MOV AX, const

Пример 1

Написать микропрограмму реализации машинной команды
MOV AX, const

Имя файла: Структура-модели-процессора.-Регистры.-Ассемблер.-АЛУ.-Микропрограммы.-Цикл-команды.pptx
Количество просмотров: 28
Количество скачиваний: 0