Структура и функции процессора

В любой ЭВМ самым важным устройством является процессор, поскольку именно на него возложена функция управления работой ЭВМ в целом. Это вовсе не означает, что ЭВМ может функционировать при наличии только лишь одного процессора и отсутствии всех остальных узлов. Важность процессора заключается в том, что именно его характеристики определяют возможности всей ЭВМ с точки зрения вычислительной мощности, обрабатываемых типов данных и удобства эксплуатации. Именно поэтому чаще применяется термин «центральный процессор» и тем самым подчеркивается его важность.

Центральным процессором называется устройство ЭВМ, предназначенное для обработки различных видов информации и управления взаимодействием всех устройств ЭВМ при выполнении пользовательских программ. Основные функции процессора:

· считывание команд из памяти ЭВМ, где они хранятся согласно одномуиз принципов фон Неймана;

· выполнение действий, определяемых типом считанной команды;

· управление процессом обмена информацией между устройствами ЭВМ;

· обработка сигналов, поступающих из устройств ввода-вывода;

· координация работы всех устройств ЭВМ.

Структуры большинства современных процессоров весьма близки. Обобщенная структурная схема процессора представлена на рис. 2.

На этом рисунке тонкими стрелками показаны сигналы управления устройствами и узлами процессора, а широкими – направление пересылки информации.

Устройство управления предназначено для формирования сигналов, управляющих работой устройств самого процессора и устройств всей ЭВМ.

В состав УУ входят:

- регистр команд, в который записывается двоичный код очередной команды, считанной из памяти ЭВМ;

- дешифратор команд, анализирующий код очередной команды, выполняемой процессором.

Магистрали данных, адреса и управления предназначены для организации взаимодействия процессора с остальными устройствами ЭВМ. Внутренняя магистраль данных обеспечивает пересылку информации между устройствами процессора.

Арифметико-логическое устройство предназначено для выполнения арифметических и логических действий над данными.

Регистровая память (в специальной литературе называемая регистрами общего назначения) состоит из отдельных ячеек и предназначена для временного хранения данных и результатов при выполнении процессором команд программы.