Elemente de arhitectura calculatoarelor - CPU (Procesorul)

Elemente de arhitectura calculatoarelor - CPU (Procesorul).

Tipuri de software

Programe de sistem

Sistem de operare - kernel

Compilatoare, interpretoare de comenzi, editoare

Programe de aplicatii

Elemente de arhitectura calculatoarelor

Un calculator personal simplu:

CPU (procesor)

Memorie

Monitor - controlor video

Tastatura - controlor tastatura

Unitate de discheta - controlor unitate de discheta

Unitate de disc fix - controlor unitate de disc fix

Magistrala

CPU (Central Processing Unit) - procesorul

"Creierul" unui calculator - interpreteaza instructiunile si proceseaza datele

Fiecare tip de procesor are un set specific de instrucTiuni

Componentele unui procesor:

. Unitatea de control - supervizeaza si coordoneaza toate activitatile

. Unitatea aritmetica si logica -realizeaza operatiile

. Interfata - comunica cu memoria externa, unitatile de intrare/iesire,

eventual cu alte procesoare

. Registrii -memoreaza date temporare

Tipuri de registrii registrii in care sunt retinute variabilele cheie si rezultatele temporare registrii care sunt accesibili programatorului

- Contorul de program (program counter) -adrese de memorie ale

instrucTiunilor

- Indicatorul de stiva (stack pointer) - un nivel pt. fiecare procedura in

care s-a intrat

. Cuvantul de stare a programului (PSW -Program Status Word)

format din biti care definesc starea programului, de ex.biTi care specifica modul de de lucru (utilizator sau nucleu)

. Programele utilizator pot sa citeasca din PSW, dar pot sa scrie doar in

anumite campuri ale lui.

Ce face procesorul?

Cauta si determina (fetch) urmatoarea instructiune care trebuie executata

Decodeaza instructiunea

Executa instructiunea

Pot sa apara intreruperi - din partea hardware-lui sau a soft-ului. O rutina speciala este asociata fiecarui tip de intrerupere. Procesorul opreste acivitatea pe care o avea si transfera executia la o locatie fixa, unde se afla rutina de intrerupere

Multe din procesoarele actuale pot executa mai multe instrucTiuni in

acelasi timp

. banda de asamblare (pipeline):

unitate de citire

unitate de decodificare

unitate de execuTie

. CPU superscalar: mai multe unitaTi de execuTie,

mai multe unitaTi de citire

unitaTi de decodificare. Intre ele: zona de memorie tampon

Procesoarele pot lucra in doua moduri: mod nucleu si mod utilizator

Pentru a avea acces la resurse gestionate in mod nucleu un program utilizator trebuie sa execute un apel de sistem (sistem call - care determina o intrerupere?). Instructiunea "trap" comuta din mod utilizator in mod nucleu si porneste sistemul de operare