Общее описание работы ЭВМ

Система команд ЭВМ. Каждый ПК имеет определенную систему команд, характеризующуюся списком команд и их структурой (форматом). Список команд отражает тот набор операций, выполнение которых предусмотрено на данной ЭВМ (в современных больше 100). В любой системе команд можно выделить следующие операции:

• ? арифметические над двоичными числами с ФТ и ПТ;
• ? логические',
• ? операции пересылки, например АХ <— [М]₅₀₀;
• ? операции обращения к периферийным устройствам (специальные команды обращения к портам — регистрам данных периферийных устройств, которые могут быть выделены в отдельное пространство либо адресованы так же, как ячейки ОП, используя операции пересылки);
• ? операции передачи управления (для организации ветвлений, обращений к подпрограммам и выхода из них).

Порядок выполнения команд. Команды программы, расположенные в ОП компьютера, выполняются автоматически либо в естественном, либо в принудительном порядке.

В первом случае состояние указателя команд изменяется в соответствии с выражением IP <- IP + 1, где 1 — число байтов текущей команды, что обеспечивает переход к выполнению следующей по порядку команды программы. Для изменения естественного порядка выполнения команд в системе команд ЭВМ предусмотрены специальные команды условного и безусловного переходов.

При выполнении команды безусловного перехода в IP заносится адрес следующей команды из адресной части команды безусловного перехода. Таким образом, обеспечивается выполнение той команды, на которую указывает адрес безусловного перехода (принудительный порядок).

Команда условного перехода (УП) в зависимости от условия может либо изменить, либо оставить неизменным значение IP. Проверка условия выполняется другой командой, выполняемой перед командой УП. Результат проверки заносится в регистр признаков результата (PrF).

Таким образом, команда УП реализуется исполнением естественной или принудительной последовательности команд в зависимости от условия.

Выборка команд из ОП прекращается после выборки специальной команды — останов, предписывающей прекращение исполнения данной программы.

Исполнение программы типичной ЭВМ общего назначения.

Процесс решения задачи определяется алгоритмом и заключается в исполнении ЦП последовательности команд в соответствии с программой, хранящейся в ОП наравне с данными.

Программа и данные загружаются в ОП через устройство ввода и хранятся в ней в виде последовательности двоичных слов.

Выполнение программы начинается с загрузки в IP адреса первой исполняемой команды (см. рис. 4.38). Содержимое IP пересылается в РАП, и в ОП посылается сигнал считывания, по которому первая команда (с начальным адресом 0100h) считывается из памяти и загружается в РДП, содержимое которого затем пересылается в РК. На этой стадии команда готова для ее декодирования центральным устройством управления (ЦУУ), в частности дешифратором кода операции (ДКОП), и выполнения.

Для команды, содержащей операцию, которая должна быть выполнена в АЛУ, необходимо получить требуемые операнды. Если операнд находится в ОП (а он может быть и в РОН), его необходимо выбрать из памяти. Для этого в РАП пересылается адрес операнда, содержащийся в адресной части команды, и начинается цикл чтения (Чт). Операнд, выбранный из памяти в РДП, может быть передан в АЛУ.

Выбрав таким образом один или несколько операндов, АЛУ может выполнить требуемую операцию, сохранив ее результат в одном из РОНов.

Если результат операции необходимо запомнить в ОП, он должен быть послан в РДП. Адрес ячейки, в которую необходимо поместить результат, пересылается в РАП, и начинается цикл записи (Зп).

Содержимое IP увеличивается, указывая следующую команду. Помимо передачи данных, между ЦП и ОП необходимо обеспечить обмен данными с внешними устройствами (ВУ), что делают машинные команды управления вводом-выводом.

Естественный порядок выполнения может быть нарушен при поступлении сигнала прерывания (см. подраздел 4.6.1).