Назначение, классификация и организация ЦУУ

Назначение, классификация и организация ЦУУ.

Центральное устройство управления — это комплекс средств автомати­ческого управления процессом передачи и обработки информации. ЦУУ вы­рабатывает управляющие сигналы (УС), необходимые для выполнения всех операций, предусмотренных системой команд, а также координирует работу всех узлов и блоков ЭВМ. В связи с этим можно считать ЦУУ преобразова­телем первичной командной информации, представленной программой ре­шения задачи, во вторичную командную информацию, представляемую управляющими сигналами.

По принципу формирования и развертывания временной последо­вательности УС различают ЦУУ:

- аппаратного (схемного) типа, выполненным в виде управляющего ав­томата с жесткой логикой, в котором функции переходов и выходов реали­зуются набором логических элементов, а требуемое количество состояний автомата задается множеством запоминающих элементов;

- микропрограммного типа, в которых блок управления реализован как блок микропрограммного управления (БМУ).

По способу построения рабочего цикла различают ЦУУ:

- с прямым циклом, когда на первом этапе производится выборка из памяти команды, а затем следуют этапы выполнения машинной операции;

- с обращенным циклом, когда сначала выдаются УС микроопераций для выполнения машинной операции по коду команды, поступившей в ЦУУ на предыдущем цикле (предвыборка команд), а затем из памяти выбирается код команды, которая будет исполняться в следующем цикле;

- с совмещением во времени циклов выполнения нескольких команд (конвейером команд).

Рекомендуемые материалы

По общей организации управление может быть центральным и сме­шанным. В первом случае в БУ вырабатываются все УС микроопераций для всех команд, выполняемых процессором ЭВМ. Во втором случае, кроме БУ центрального устройства управления, операционные и другие устройства процессора имеют собственные блоки местного управления. В последнем случае БУ вырабатывает сигналы для запуска в работу блоков местного управления.

Вам также может быть полезна лекция "2.5. Сообщающиеся сосуды".

По способу синхронизации работы ЭВМ в зависимости от числа так­тов в цикле выполнения команды, различают ЦУУ с постоянным или пере­менным числом тактов. В микропрограмме рабочего цикла выделяют общую и специальную части. К общей относятся микрокоманды, исполняемые в цикле любой команды: выборки команды, анализа запросов на прерывание работы процессора. Они выполняются за постоянное число тактов. К специ­альной части относятся микрокоманды, по которым вырабатываются УС в зависимости от содержания операционной части исполняемой команды. В этом случае количество тактов будет переменным для различных команд. В современных ЭВМ с различной структурой используемых команд число так­тов в рабочем цикле зависит от формата выбираемой команды, структуры ее адресной части и длины операндов.

По принципу организации циклов различают ЦУУ:

- синхронного типа, в которых время цикла может быть постоянным

или переменным;

- асинхронного типа, в которых продолжительность цикла определяет­ся фактическими затратами времени на выполнение каждой операции. В этом случае необходимо вырабатывать сигналы об окончании операции;

- смешанного типа, где частично реализуются оба предыдущих прин­ципа