Некоторые сомнения относительно схема фон Неймана Arcitechture

Question

Ну, я не могу понять выше схема архитектуры фон Неймана [Цитируется из википедии] и даже не уверен, правильно ли это. Некоторые очевидные сомнения, которые у меня есть -

Как ALU может связываться с памятью? Разве это не значит, что это работа ТС?

Как аккумулятор является частью ALU?

А что такое задача аккумулятора?

Answer 1

Судя по diagram компьютера IAS (который должен быть очень похож на EDVAC, об этом пишет компьютер фон Нейман) блок управления предоставляет адреса (регистр MAR) и управляет транзакциями шины с такими сигналами, как AS, R/W *. С другой стороны, ALU подключается к шине данных (регистр MDR): он принимает данные из памяти и сохраняет результаты. Диаграмма также показывает, что ALU получает инструкции и пересылает их в CU (регистр IBR).

Например, блок управления только что получил инструкцию ADD $1234. Затем обработка переходит следующим образом:

1. CU помещает $1234 на адресную шину и инициирует цикл чтения
2. операнд принимаетс АЛУ (зарегистрировать MDR) и добавленный с аккумулятором (регистр AC)
3. в результат добавления, наконец, сохраняется в аккумуляторе.

Ответы на вопросы:

1. ALU получает данные из памяти, выполнять операции и сохраняет результат обратно. В то время все данные были сохранены в памяти (не было регистров общего назначения), поэтому было логично поместить MDR в ALU, что означает, что ALU предполагается подключить к шине данных.
2. Компьютер IAS был разработан таким образом, что один вход ALU и выход ALU подключены к аккумулятору. Следовательно, было логично разместить аккумулятор в ALU.
3. Аккумулятор задуман как место для хранения промежуточных результатов, поскольку выполнение инструкций с более чем одним операндом памяти было сложнее реализовать.

Наконец, я считаю, что эта дискуссия носит чисто исторический характер. Нет особых оснований предпочитать привязку MDR к ALU, а не к CU. Именно так фон Нейман так подумал, когда писал документ об EDVAC. Чтобы сделать историю полной, Wikipedia говорит, что EDVAC был фактически разработан Экерт и Мочли, в то время как фон Нейман только консультировался и писал.

Answer 2

Аккумулятор является регистром, где результат арифметической операции хранится временно. Это быстрее, чем прямое использование основной памяти. Поскольку он хранит арифметические результаты, имеет смысл быть частью ALU.

Блок управления подобен координатору, который сообщает другим компонентам, чтобы сделать это и что. Но это не дает средств, как это сделать, поэтому именно поэтому ALU нужно общаться с памятью.

Answer 3

Ну, ALU меняет регистр флагов, когда что-то делает, поэтому он связан с памятью (флаги не находятся в CU и в ALU ни один, и поскольку это единственные компоненты, которые показаны.). Аккумулятор хранит данные, временно ожидающие ALU для его обработки. Он напрямую связан с ALU, потому что считается, что этот регистр поддерживает его своими вычислениями, точно так же, как регистр ecx связан с контр-схемами. Конечно, можно добавить ecx, edx, но медленнее. Выбор источника и регистра назначения очень сложный из-за дополнительных схем, необходимых для реализации в CPU, и он был недавно заархивирован (относительно). Это изображение довольно старое (ssegvic прав!), Потому что он показывает, что вход/выход возможны только с использованием аккумулятора. На мой взгляд, это более ясно:

АЛУ подключается на внутренней шине, но это не значит, что он будет общаться со всем подключенным к нему. Последнее: поиск лучших изображений. Я заметил, что ALU не всегда связан с памятью, в некоторых из них он связан только с CU.