Подручја рада
Претрага
22. Управљачка јединица. А/Л јединица.

Уводни део часа ( 5 мин.)
1. Како се одвија рад процесора ?
2. Који су делови процесора ?
___________________________________________________________________________________
Главни део часа :

Управљачка јединица функционише тако што на основу програма за решење неког проблема управља током извршавања операције у рачунару. На основу инструкција програма она налаже активности свим осталим јединицама рачунара и прати њихово обављање. Примери тих активности су : улаз података, приступ подацима ради памћења или читања, редослед извршавања операција и излаз резултата. Управљачка јединица обавља две основне функције :
а) одређивање редоследа инструкција за извршење
б) декодирање изабране инструкције и управљање извршавањем операције одређене кодом операције те инструкције.

Решавање неког проблема помоћу рачунара састоји се у примени низа операција које се извршавају по одређеном редоследу. То су операције које су реализоване у процесору, а називају се машинске операције. Обично свакој операцији одговара инструкција програма. Израз који одређује машинску
операцију и вредности или места операнада над којима та операција треба да се обави назива се
инструкција, машинска инструкција или машинска наредба. Инструкција представља код који
одређује операцију која треба да се изврши у процесору и податке који учествују у тој операцији тј.
садржи информације потребне за управљање извршењем једне операције.

Инструкција најчешће садржи следеће информације :

1) ознаку ( код ) операције која треба да се изврши ;
2) информацију о операндима над којима се извршава операција ;
3) адресу где треба сместити резултат примене операције.

Извршење инструкције у процесору остварује се тако што се она дели на просте, елементарне радње, које се називају микрорадње. Свака микрорадња извршава се у само једном основном тактном интервалу процесора. Типичан пример елементарне радње јесте пренос садржаја из једног регистра процесора у други. Скуп микрорадњи које се могу извршити у истом тактном интервалу назива се микрооперација. Свака микрооперација се задаје одговарајућом микроинструкцијом. Секвенца микроинструкција којом се реализује операција тј. инструкција образује микропрограм операције. Хијерархија извршавања програма у процесору је : програм, инструкција ( микропрограм ), микроинструкција.

Систем прекида процесора омогућава прекид у извршењу текућег програма и прелаз на други програм - програм за опслуживање прекида или прекидни програм. Овај прелаз настаје као резултат посебног сигнала доведеног на процесор споља или изнутра. После завршетка програма за опслуживање прекида враћа се поновно управљање прекинутом програму. Прекид се одвија на следећи начин. На крају извршења сваке инструкције процесор испитује да ли постоји сигнал захтева за прекид. Када постоји захтев за прекид, а при томе су прекиди дозвољени, прекида се извршавање текућег програма и прелази на захтевани прекидни програм. После завршетка овог програма процесор наставља извршавање текућег програма. Да би наставак прекинутог текућег програма био исправан, садржаји неких важних регистара ( бројача инструкција, регистара услова, акумулатора, ... ) морају се при прекиду програма сачувати и поново обновити при повратку на текући програм. Садржаји ових регистара чине меморију стања програма. То може бити или посебна регистарска меморија, или дефинисано подручје у оперативној меморији.

image012.gif

Аритиметичко - логичка јединица је део рачунара у коме се извршавају операције над подацима (сабирање, одузимање, множење, дељење, померање бинарног садржаја лево или десно, ... ). О томе која операција и над којим подацима требада се изврши у АЛЈ саопштава управљачка јединица. АЛЈ садржи : сабирач, регистре за операнде, међурезултате и коначне резултате, ... Регистар услова RU је често део регистра стања процесора RSP.
АЛЈ се реализује као прекидачка мрежа са 2n улаза и n + u излаза, где је n дужина машинске речи, а u су излази за индикаторе у регистру услова RU. На улаз АЛЈ доводи се из акумулатора АК и неког привременог или другог регистра RP два бинарна низа дужине n, а на излазу се добија бинарни низ дужине n који је резултат примене неке дефинисане аритиметичке, логичке или друге операције над улазним низовима. Овај резултат се обично уписује у акумулатор АК.

Одговорити на питања :
1. Које функције обавља управљачка јединица ?
2. Шта је инструкција и шта садржи ?
3. Шта је микрорадња, микрооперација и микроинструкција ?
4. Објаснити прекидни програм.
5. Шта је аритиметичко - логичка јединица и како се реализује ?