Используется ли АЛУ для всех инструкций?

804
PcAF

На странице википедии об архитектуре фон Неймана это картина, Подобных картинок очень много. (Также во многих статьях о Von Neumann Architecture говорится, что только ALU выполняет программу.) Есть две стрелки от и до ALU (I / O), и нет стрелок от I / O к блоку управления. (На некоторых рисунках показаны стрелки, представляющие шину данных из памяти только в ALU). Это смущает меня. Я понимаю, что в CPU есть блок управления, который выбирает инструкцию и использует ее ресурсы для ее выполнения. Так, например, когда есть инструкция, которая просто копирует данные из одного места в другое (mov), или Инструкция, которая заставляет ЦП установить указатель инструкции на заданное значение (jmp), или IRQ, ALU не используется. Я думаю, что архитектура фон Неймана применялась только на компьютерах, которые выполняли только математические операции, поэтому вход и выход представляли собой только числа, и ввод не может вносить изменения в память (потому что он был подключен только к ALU). Таким образом, современная компьютерная архитектура унаследовала только то, что инструкция и данные хранятся в одной и той же памяти, а процессор содержит блок управления, некоторые регистры и ALU (также это только базовый, современный процессор содержит больше, чем этот). Я прав?

1
да, в такой простой модели, как фон Нейман, каждая инструкция выполняется ALU. Я думаю, что источник вашей путаницы заключается в том, что вход и выход - это регистры, и запрос на чтение регистра ввода сам по себе является инструкцией, поэтому, если только инструкции взаимодействуют с регистрами ввода / вывода, только ALU должен использовать их. CU выбирает и сообщает ALU «IN» или «OUT», «STO» или «LDA», но ALU фактически выполняет их. Frank Thomas 9 лет назад 0
Я не понимаю Почему, если только инструкции взаимодействуют с вводом / выводом, только ALU должны использовать их? PcAF 9 лет назад 0
CU выбирает команду IN, декодирует ее до 500 и отправляет в ALU. АЛУ читает входные данные и помещает их в регистр калькулятора. Для этого CU не требовался доступ к входному регистру, ему просто нужно было извлечь и декодировать инструкцию. АЛУ фактически переместил данные. Затем CU извлекает инструкцию `STO 99`, декодирует ее в 299 и отправляет ее в ALU. ALU берет значение в регистре калькулятора и помещает его в mem addr 99. Далее CU извлекает `add 001`, поэтому ALU увеличивает регистр калькулятора. last `OUT` заставляет ALU копировать calc reg на out. Frank Thomas 9 лет назад 0
Обратите внимание, что фактический ввод в LMC находится вне изображения, которое вы смотрите, так же, как загрузка инструкций в RAM. Ни CU, ни ALU не вовлечены в этот процесс. Также обратите внимание, что указатель команд управляется внутри ALU, поэтому он также выполняет инструкции, управляющие потоком программ. Frank Thomas 9 лет назад 0
Благодарю. Но мы говорим об этих старых компьютерах, которые выполняли только математические операции. Но в современных компьютерах ALU не выполняет все инструкции или да? PcAF 9 лет назад 0
LMC - это не что иное, как модели реального мира. посмотрите эту значительно более сложную архитектурную модель для модели Intel 8008 1972 года: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Intel_8008_arch.svg. На самом деле нет точной параллели для ALU LMC в современных системах, поскольку его обязанности распределены по многочисленным подсистемам и предназначены для одновременной работы нескольких потоков. Frank Thomas 9 лет назад 0
@FrankThomas Итак, ответ на этот вопрос должен быть: ДА для EXACT von Neumann Architectore, но НЕТ для современных процессоров, потому что ALU просто выполняет там арифметические и логические операции. Я прав? PcAF 9 лет назад 1
довольно много, но я бы сформулировал ваше второе утверждение как «Работа ALU в простых моделях, таких как LMC, была бы слишком сложной и слишком негибкой для современного реального ЦП, поэтому операции, связанные с обработкой алгоритмической логики, скоординированы и выполняется многими различными компонентами с различными отношениями друг к другу ". Frank Thomas 9 лет назад 0

0 ответов на вопрос

Похожие вопросы