Процесор, градење на податочна патека

Question 1

Три фундаментални класи на инструкции кои се имплементирани во секој процесор

Answer 1

1. Инструкции за работа со меморија: lw , sw
2. Аритметичко-логички инструкции: add, OR
3. Инструкции за скок: beq , j

Question 2

Заеднички чекори на инструкциите се

Answer 2

• Преземање на инструкција од меморија од адреса диктирана од програмскиот бројач PC
• Читање најмногу два регистри
• Аритметичка операција (освен jump j

Question 3

High-level имплементација

Answer 3

1. Пред да започне извршувањето на инструкција, операндите мора да се во регистрите
2. Извршувањето на инструкцијата започнува со читање на нејзината адреса во програмскиот бројач
3. Инструкцијата се презема од меморија
4. Операндите (полиња во инструкцијата) се преземаат од регистрите
5. АЛУ пресметува резултат (обично собирање, адреса во меморија, и сл)
6. Резултатот се запишува во регистар, програмски бројач, или меморија

Question 4

Што е податочна патека?

Answer 4

• High-level имплементацијата го покажува патот на податоците
• Затоа уште се нарекува податочна патека
• Стрелките го покажуваат текот на податоците
• Сигналните линии можат да се вкрстат.
• Ако вкрстени линии се спојуваат се става точка врз нив.

Question 5

Што е мултиплексер?

Answer 5

Уредот со кој се врши селекција кои податоци да се достават до АЛУ се вика мултиплексер MUX

Question 6

Како се контролира работата на елементите од податочната патека?

Answer 6

Работата на елементите од податочната патека се контролира со сигнали

Question 7

Како управува контролната единица?

Answer 7

Контролна единица управува со податочната патека со помош на сигнали

Question 8

Како е изградена податочната патека?

Answer 8

Податочната патека е изградена од два типа логички елементи:
* Комбинаторни елементи кои оперираат врз податоците (АЛУ)
* Елементи на состојба (регистер, меморија)

Question 9

Какви можат да бидат сигналите?

Answer 9

За сигнал кој е логички на високо ниво велиме дека е ”поставен” (англ. аsserted)

За сигнал кој е логички на ниско ниво велиме дека е ”разрешен” (англ. deаsserted)

Question 10

Дали елемент на состојба може во исто време да се чита и да се пишува во него?

Answer 10

Не.

Question 11

Што одредува кога може да се чита и запишува во елемент на состојба?

Answer 11

Часовник (такт) одредува кога може да се пишува во него.

Question 12

Што е рабно активирање?

Answer 12

Рабно активирање - во некои елементи на состојба може да се пишува само на предниот раб или само на задниот раб

Question 13

Методологија на задавање такт

Answer 13

• Методологијата со рабно активирање им овозможува на елементите на состојбата да бидат прочитани и запишани во истиот такт
• Тактот е контролен сигнал во елементите на состојба

Question 14

Елементи од податочната патека:

Answer 14

1. Инструкциска меморија
2. Програмски бројач
3. Собирач
4. Регистерска датотека
5. Аритметичко-логичка единица
6. Податочна меморија
7. Проширувач со знак

Question 15

Што е програмски бројач?

Answer 15

Програмскиот бројач ја содржи мемориската адреса на инструкцијата која во моментот се извршува

Question 16

Што е инструкциска меморија?

Answer 16

Инструкциската меморија е хардверски елемент кој презема инструкции од меморија и ги доставува на податочната патека. Адресата на инструкцијата што треба да се преземе се прима како влезен параметар од програмскиот бројач

Question 17

Што е собирач?

Answer 17

Собирачот ја пресметува адресата на следната инструкција што треба да се изврши. Пресметаната адреса на следната инструкција се запишува во програмскиот бројач во следниот такт

Question 18

Што е регистерска датотека?

Answer 18

Регистерска датотека - структура која содржи 32 регистри за генерална намена.
* две порти за истовремено читање на содржината на два регистри. Како влез се специфицира 5 битен број на регистер. На излез се појавува 32 битна содржина на регистерот.
* Една порта за запишување во регистер се специфицира 5 битен број на регистер и 32 битен збор што сака да се запише во регистерот.
* Читањето од регистерската датотека се одвива нон-стоп
* Пишувањето е дозволено само ако сигналот

Question 19

Што е АЛУ?

Answer 19

АЛУ два 32 битни влеза, еден 32 битен излез и 1 битен излез кој кажува дали 32 битниот излез е 0. Се управува со 4 битен контролен сигнал ALU операција

Question 20

Што е податочна меморија?

Answer 20

Податочна меморија структура која запишува во меморија и чита податоци од меморија.
* Еден влез за адреса во меморија
* Еден влез за податоците што треба да се запишат
* Еден излез за податоците што се преземени од меморија
* Два контролни сигнали MemWrite и MemRead кои диктираат дали да се чита од меморија или да се пишува во меморија

Question 21

Што е проширувач со знак?

Answer 21

Проширувач со знак
16 битен број се копира во долните 16 бита од 32 битен број. Горните 16 бита од 32 битниот број го содржат знакот на 16 битниот број.