Egy első generációs gép (az IAS) felépítése

Az előadások a következő témára: "Egy első generációs gép (az IAS) felépítése"— Előadás másolata:

1 Egy első generációs gép (az IAS) felépítése
Technikai részletek az információs rendszerek történetének 5. fejezetéhez Forrás: Hayes, John P.: Computer Achitecture and Organization. McGraw-Hill Book Company, 1978.

2 Az IAS, az „igazi“ számítógép prototípusa
Neumann vezetésével Princetonban (Institute for Advanced Studies) Építés 1946-tól Több publikáció is megjelent róla Jelentős hatás a későbbi gépekre

3 Az információ tárolási formája
40 bites szóhossz 1 szó = 1 előjeles fixpontos szám Az első (legnagyobb helyiértékű) bit az előjelbit Aztán a 2-1, 2-2, … 2-39 helyiérték Így –1 és 1 közötti értékek tárolhatók A negatív számok kettes komplemens formában 1 szó = 2 utasítás (2 x 20 bit) Az első 8 bit a művelet kódja 12 bit memóriacím (a másik operadusz az egyik regiszterben) Így mind a 4096 szó közvetlenül címezhető (fizikai címek)

4 A CPU felépítése: az ALU
Az adatok feldolgozása az aritmetikai-logikai áramkörökben AC (akkumulátor) és MQ (multiplyer-quotient): az operanduszok és az eredmény átmeneti tárolása DR (data register, 40 bites) A műveletek végrehajtása közben itt van az egyik operandusz I/O-műveleteknél adatküldés és adatfogadás I/O két utasítással: átvitel a memória és a DR között és átvitel a DR és a periféria között

5 A CPU felépítése: a vezérlőegység
Vezérlő áramkörök Az utasítások dekódolása Az információ rendszeren keresztüli haladásának vezérlése A tevékenységek időzítése (óra) AR (address register, 12 bites) A cím tárolása a DR és a memória közötti átvitelnél IBR (instruction buffer register) Az egyszerre beolvasott két utasítás közül a második átmeneti tárolása IR (instruction register) A végrehajtandó utasítás kód-része PC (program counter) A következő utasítás címe

6 A gép utasításkészlete 1.
Adatátviteli utasítások Memóriából az AC-be vagy MQ-ba AC kiírása a memóriába MQ áttöltése AC-be Feltétlen vezérlésátadás Ugrás egy memóriarekesz alsó vagy felső felén tárolt címre Feltételes vezérlésátadás ugrás egy memóriarekesz felső felén tárolt címre, ha AC0 ugrás egy memóriarekesz alsó felén tárolt címre, ha AC0

7 A gép utasításkészlete 2.
Aritmetikai utasítások az AC-hez egy memóriacím tartalmának hozzáadása (eredmény: AC) az AC-ből egy memóriacím tartalmának kivonása (eredmény: AC) az MQ szorzása egy memóriacím tartalmával (az eredmény nagyobb helyiértékű része az AC-ben, a kisebb helyiértékű része az MQ-ban) az AC osztása egy memóriacím tartalmával (hányados az MQ-ban, maradék az AC-ben) az AC tartalmának egy bittel való eltolása balra vagy jobbra (eredmény: AC)

8 A gép utasításkészlete 3.
Cím-módosító utasítások az AC tartalmának beírása egy memóriacím alsó vagy felső felében lévő utasítás cím-részébe Input-output utasítások adott számú szó beolvasása a kártyaolvasóról vagy mágnesdobról egymás utáni memóriacímekre adott címtől kezdve adott számú szó kiírása a nyomtatóra vagy mágnesdobra egymás utáni memóriacímekről adott címtől kezdve

9 A gép utasításkészlete 4.
Hiányosságok Nincs utasítás szubrutinhívásra Nincs lebegőpontos utasítás