Samenwerking tussen processor, registers en RAMgeheugen De instructiecyclus Samenwerking tussen processor, registers en RAMgeheugen

De instructiecyclus De processor bestaat uit drie onderdelen: R1 CU R2 De besturingseenheid (CU) CU R1 R2 De eenheid die zorgt voor rekenkundige bewerkingen en die waarden vergelijkt (ALU) R3 R4 R5 ALU De registers, tijdelijke opslagplaatsen voor gegevens. R6 R7 R8

De instructiecyclus De processor kan slechts eenvoudige opdrachten uitvoeren. Dit gebeurt in een bepaalde volgorde die we instructiecyclus noemen. Deze ziet er als volgt uit: Haal de opdracht uit het interne geheugen en plaats deze in het instructieregister Interpreteer de opdracht Maak circuits gereed voor uitvoering Haal de gegevens op Bewerk de gegevens Sla het resultaat op in het interne geheugen

De instructiecyclus R1 CU R2 R3 R4 R5 R6 ALU R7 R8 Interne geheugen Er moeten twee getallen worden opgeteld (instructie = Z). Deze getallen staan op de plaatsen A en B in het interne geheugen. Plaats A is gevuld met de waarde 3, plaats B met de waarde 2. De uitkomst van de bewerking moet in het interne geheugen in plaats C komen te staan. R5 R6 ALU R7 R8 Interne geheugen Z (= tel A en B op) A (= 3) B (= 2) C (leeg)

De instructiecyclus R1 3 CU R2 2 R3 R4 R5 Interne geheugen - Haal de instructie van geheugen- plaats Z en plaats deze in het instructieregister - Interpreteer de instructie - Maak de zaak gereed om instructie uit te voeren R1 3 CU R2 2 - Haal de waarde A op en zet deze in het register. R3 - Haal de waarde B op en zet deze in het register R4 R5 Interne geheugen Z (tel A en B op) A (= 3) B (= 2) C (= 5) ALU R6 Tel A en B op R7 R8

De instructiecyclus R1 3 CU R2 2 R3 5 R4 R5 Interne geheugen - Tel de waarden A en B op R1 3 - Zet de uitkomst in het register CU R2 2 - Verplaats de uitkomst naar het interne geheugen. R3 5 - Bewerking is voltooid R4 R5 Interne geheugen Z (tel A en B op) A (= 3) B (= 2) C R6 tel A en B op ALU R7 R8 (= 5)

De instructiecyclus R1 3 CU R2 2 R3 5 R4 R5 Interne geheugen De zaak nogmaals op een rijtje: 1. Haal de instructie (Z) op en zet deze in het register 2. Interpreteer de instructie R1 3 CU 3. Maak de zaak gereed om instructie uit te voeren 4. Haal waarde A op en zet in het register R2 2 5. Haal waarde B op en zet in het register 6. Tel de waarden A en B op R3 5 7. Zet de uitkomst (C) in het register R4 8. Verplaats de uitkomst naar het interne geheugen R5 Interne geheugen Z (tel A en B op) A (= 3) B (= 2) C ALU R6 Tel A en B op R7 R8 (= 5)

De instructiecyclus Opmerking Je hebt dus voor zo’n eenvoudige bewerking 8 stapjes nodig. In werkelijkheid zijn dat er nog meer!

De processorsnelheid 8 stappen om een eenvoudige bewerking uit te voeren is heel wat. Maar de processor kan veel instructies per seconde verwerken. De snelheid waarmee de processor gegevens verwerkt (verwerkingssnelheid) wordt bepaald door de klokchip. De klokchip geeft een puls (signaal) aan de processor. Het aantal pulsen per seconde drukken we uit in Hertz (Hz) en noemen we de kloksnelheid. De kloksnelheid bepaalt hoeveel bewerkingen per seconde kunnen plaats vinden. Een moderne pentium met een kloksnelheid van 3,0 GHz (= 3.000.000.000 Hertz!) geeft dus per seconde 3 miljard pulsen af. Het aantal instructies dat een processor kan uitvoeren wordt uitgedruktin MIPS (million instructions per second)!

Einde instructiecyclus