Funzionamento della CPU 4° Lezione

Mentre il processore lavora, il controller di cache di primo livello può interfacciarsi con quello di secondo livello per effettuare dei trasferimenti di informazioni senza bloccare il processore. Allo stesso modo, la cache di secondo livello si interfaccia con quella della RAM (cache di terzo livello), per permettere dei trasferimenti senza bloccare il normale funzionamento del processore.

Segnali di controllo
I Segnali di controllo sono dei segnali elettrici che permettono di orchestrare le diverse unità del processore partecipanti all’esecuzione di un’istruzione. I segnali dei comandi sono distribuiti grazie a un elemento detto Sequencer. Il segnale Read/Write, in italiano lettura/scrittura, permette di segnalare alla memoria che il processore vorrebbe leggere o scrivere un’informazione.

Unità funzionali
Il processore è costituito da un insieme di unità funzionali collegate fra loro. L’architettura di un microprocessore può variare di molto da un’architettura ad un’altra, tuttavia gli elementi principali di un microprocessore sono i seguenti: Un’unità di istruzione (o unità di controllo, in inglese control unit) che legge i dati in arrivo, li decodifica e poi li invia all’unità di esecuzione.

Unità funzionale

E’ costituita soprattutto dai seguenti elementi: Sequencer (o blocco logico di controllo) incaricato di sincronizzare l’esecuzione delle istruzioni al ritmo di un clock. E’ inoltre incaricato dell’invio dei segnali di controllo; Contatore ordinal che contiene l’indirizzo dell’istruzione in corso; Registro di istruzione che contiene la prossima istruzione. Un’unità di esecuzione (o unità di elaborazione), che compie le azioni che gli ha passato l’unità di istruzione. L’unità di esecuzione è composta soprattutto dai seguenti elementi:

L’unità aritmetica e logica (sigla UAL o in inglese ALU per Arithmetical and Logical Unit). L’UAL assicura le funzioni di base del calcolo aritmetico e le operazioni logiche (AND, OR, NOT, EXCLUSIVE NOT, ecc.);
L’unità in virgola mobile (sigla FPU, per Floating Point Unit), che compie i calcoli complessi non interi che l’unità aritmetica e logica non può realizzare.

Il registro di stato;

Il registro accumulatore.
Una unità di gestione del bus (o unità di entrata-uscita), che gestisce i flussi di informazioni in entrata e uscita, interfacciata con la RAM del sistema.