Ligjerata 3

• Fetch instruction


  Procesori lexon një instruksion prej memories (prej regjistrit, keshit dhe memories kryesore)

  
• Interpret instruction


  Instruksioni dekodohet për të marrë vesh se çfarë veprimi nevojitet

  
• Fetch data


  Ekzekutimi i një instruksioni mund të kërkojë leximin e të dhënave prej memories ose prej një moduli për H/D

  
• Process data


  Ekzekutimi i një instruksioni mund të kërkojë kryerjen e ndonjë operacioni aritmetik ose logjik mbi të dhëna

  
• Write data


  Rezultatet e një ekzekutimi mund të kërkojnë shkruarjen e të dhënave në memorie ose në një modul për H/D
• Procesori


  • Duhet të mbajë në mend vendin e instruksionit të fundit për të marrë instruksionin tjetër
  • Ka nevojë të ruajë instruksionet përderisa një instruksion është duke u ekzekutuar
  • Ka nevojë për një memorie të vogël të brendshme

  
• Njësia aritmetike dhe logjike (ALU)

  Bën llogaritjet dhe përpunimin e të dhënave
• Njësia kontrolluese (CU)


  Kontrollon lëvizjen e të dhënave dhe instruksioneve në dhe jashtë procesorit dhe kontrollon punën e ALU-së

  
• Regjistra


  Memorie e brendshme e vogël e procesorit, e përbërë nga një bashkësi e vendeve
• Busi i brendshëm i procesorit


  Element i nevojshëm për bartjen e të dhënave në mes regjistrave të ndryshëm dhe ALU-së

  
• Regjistrat që shihen nga shfrytëzuesi

  Ia mundësojnë një programuesi në gjuhën e makinës ose në gjuhën assembly të minimizojë qasjet në memorien DRAM duke optimizuar përdorimin e regjistrave

  
• Regjistrat e kontrollit dhe statusit


  Përdoren nga njësia kontrolluese për të kontrolluar punën e procesorit dhe nga programe të privilegjuara të sistemit operativ për të kontrolluar ekzekutimin e programeve

  
• Kategoritë e regjistrave që shihen nga shfrytëzuesi


  • Me qëllime të përgjithshme
  • Të dhëna
  • Adresa
  • Kode të kushteve
• Regjistrat me qëllime të përgjithshme


  Mund të përdoren për shumë funksione nga programuesi
• Regjistrat për të dhëna


  Mund të përdoren vetëm për të mbajtur të dhëna dhe nuk mund të përdoren për llogaritjen e adresës së një operandi
• Regjistrat për adresa


  Mund të jenë deri diku me qëllim të përgjithshëm ose mund të përdoren vetëm për një mënyrë të caktuar të adresimit
• Segment pointers


  Në një kompjuter që përdorë adresimin përmes segmentimit, një regjistër i segmentit mban adresën e bazës së segmentit
• Index registers


  Përdoren për adresimin me indeksim dhe mund të jetë me vetindeksim
• Stack pointer


  Nëse ekziston adresimi përmes stekut që shihet nga shfrytëzuesi, atëherë zakonisht ekziston një regjistër që tregon adresën në maje të stekut
• Kode të kushteve


  Bitë që vendosen nga hardueri i procesorit si rezultat i operacioneve

  
• Shumë procesorë, përfshirë procesorët e bazuar në arkitekturën IA-64 (Intel Architecture 64) dhe procesorët MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) nuk i përdorin kodet e kushteve
• Gjatësi të dyfishtë


  Kategoria e fundit e regjistrave, që shihen pjesërisht nga shfrytëzuesi, mbajnë kode të kushteve (që njihen edhe si flega – flags)
• Kodi i kushteve


  1. Bitë që vendosen nga hardueri i procesorit si rezultat i operacioneve

  2. Mund të prodhojë rezultat pozitiv, negativ, zero ose tejmbushje (overflow)

  3. Vendoset në memorie ose në regjistër

  4. Mund të testohet si pjesë e një operacioni të degëzimit me kusht

  
• Regjistra të kontrollit


  Përdoren për të kontrolluar punën e procesorit<|>Shumica nuk shihen nga shfrytëzuesi<|>Disa mund të shihen nga instruksionet e kompjuterit kur ato ekzekutohen në mënyrën e kontrollit ose të sistemit operativ

  
• Regjistra të rëndësishëm për ekzekutimin e instruksionit

  • Program counter (PC)
  • Instruction register (IR)
  • Memory address register (MAR)
  • Memory buffer register (MBR)

  
• Program counter (PC)


  Përmban adresën e një instruksioni që do të lexohet (merret) nga procesori
• Instruction register (IR)


  Përmban instruksionin që është marrë herën e fundit

  
• Memory address register (MAR)


  Përmban adresën e një vendi në memorie
• Memory buffer register (MBR)


  Përmban një fjalë me të dhëna që do të shkruhen në memorie ose fjalën e lexuar herën e fundit
• Jo të gjithë procesorët kanë regjistra të brendshëm që destinohen sikur MAR dhe MBR, por një mekanizëm i ngjashëm nevojitet për ruajtje të përkohshme të bitëve që do të vendosen në busin e sistemit dhe bitëve që do të lexohen prej busit për të dhëna

  
• Funksionimi i regjistrave

  1. Procesori e ndryshon vlerën në regjistrin PC pas çdo marrje të instruksionit

  2. Instruksioni i marrë vendoset në regjistrin IR, ku kodi i operacionit (opcode) dhe adresat e operandëve analizohen

  3. Të dhënat shkëmbehen me memorien përmes regjistrave MAR dhe MBR

  
• Program status word (PSW)


  Regjistër ose bashkësi e regjistrave që përmbajnë informacion të statusit<|>Zakonisht përmban kode të kushteve plus informacion tjetër të statusit
• Fushat ose flegat e zakonshme në PSW

  • Sign (shenja)
  • Zero
  • Carry (bartja)
  • Equal (barazia)
  • Overflow (tejmbushja)
  • Interrupt enable/disable (aktivizimi/deaktivizimi i ndërprerjeve)
  • Supervisor (mbikëqyrësi)
• Në një dizajn të ndonjë procesori të caktuar mund të gjenden edhe regjistra tjerë që kanë të bëjnë me status dhe kontroll

  
• Faktorët e rëndësishëm në dizajnin e organizimit të regjistrave për kontroll dhe status

  Përkrahja për sistemin operativ<|>Ndarja e informacionit të kontrollit në mes regjistrave dhe memories
• Është mirë të shikohet dhe krahasohet organizimi i regjistrave të sistemeve të krahasueshme
• Organizimi i regjistrave në procesorin MC68000


  8 regjistra për të dhëna dhe 9 regjistra për adresa<|>Regjistrat për adresa përmbajnë adresa 32 bitëshe<|>Përfshinë edhe një regjistër si numërues programor 32 bitësh dhe regjistër statusi 16 bitësh

  
• Organizimi i regjistrave në procesorin Intel 8086

  4 regjistra 16 bitësh për të dhëna<|>4 treguesve 16 bitësh dhe regjistrave për indeks<|>4 regjistra 16 bitësh të segmentit<|>Përfshinë edhe një tregues të instruksioneve (numërues programor)

  
• Ekipi në Motorola ka dashur një bashkësi shumë të rregullt të instruksioneve, pa ndonjë regjistër për qëllime speciale
• Intel 8086 ka një qasje plotësisht tjetër për organizimin e regjistrave, me regjistra të dedikuar dhe implicite