Функциональная структура процессора

Процессор – это функционально законченное программно-управляемое устройство, предназначенное для обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших (БИС) или сверхбольших (СБИС) интегральных схем.

Функции процессора определяются его задачей – выполнением команд. Процесс выполнения команды складывается из следующей последовательности операций (рис.).

• Извлечение команды — процессор считывает команду из памяти.

• Интерпретация (декодирование) команды — процессор расшифровывает команду и определяет, какие операции ему предстоит выполнить.

• Извлечение опрандов — для выполнения команды может потребоваться прочесть данные из памяти или из модуля ввода-вывода.

• Обработка данных — выполнение команды может потребовать преобразования данных, т.е. выполнения над ними определенных арифметических или логических операций,

• Запись данных — если в процессе выполнения команды данные были изменены, результат необходимо где-то зафиксировать. В частности, результат может быть записан в память или передан в модуль ввода-вывода.

Рис. Основной цикл выполнения команды

Завершив выполнение одной команды, процессор начинает выполнять следующую, и так продолжается до тех пор, пока не будет обнаружена неисправимая ошибка или в программе не встретится команда останова.

Главными структурными компонентами процессора являются арифметическое и логическое устройство (АЛУ) и устройство (или узел) управления (УУ), собственная память (регистры). На АЛУ возлагаются собственно вычисления, т.е. преобразование информации, а УУ управляет как потоком данных и команд, поступающих в процессор и выходящих из него, так и порядком выполнения операций в АЛУ. В состав ЦП входят: устройство управления, арифметико-логическое устройство, регистры и а также средства, обеспечивающие взаимную работу всех перечисленных узлов.