170181. lajstromszámú szabadalom • Digitális kiszámítógép nulla-, egy-, két- és háromcímes utasítások végrehajtására

170181 11 12 egycímes műveleti utasítások is tipikusan több szóhosszúságúak. Az 50 műveleti végrehajtás során lezajlanak az adott (nulla-, egy-, két- vagy háromcímes) utasítás műveleti kódja által előírt aritmetikai vagy logikai műveletek. A műveletek operandusait az utasítástól függően akkümulátorregiszterek vagy egyéb hardware regiszterek szolgáltatják (az utóbbiakban találhatók tárolóból kiolvasott operandusok címes utasítások esetén). A végrehajtott művelet eredménye akkumulátorregiszterbe vagy egyéb hardware-regiszterbe kerül, az utóbbi regiszterből az eredmény a tárolóba írható. Ha az 50 műveleti végrehajtás a 41 címmeghatározási folyamatot követi, ebben az esetben tartalmazza a megfelelő tárolóciklus lebonyolítását is, melynek célja operandus kiolvasása és (vagy az eredmény eltárolása.) A 2. ábrán ismert digitális számítógépek ún. központi egységének általános kapcsolási elrendezése látható. A programok végrehajtásához szükséges vezérlési folyamatokat az 1 vezérlőegység vezérli. Az adatok feldolgozása és a műveletvégzés a 4 adatkezelő egységben történik, ez az egység tartalmazza a központi egység hardware regisztereit, a műveletvégző áramköröket és az ezek közötti ún. belső adatforgalmat lehetővé tevő áramköri kapcsolatokat. A központi egység á 6 ki-bemeneti vonalrendszeren keresztül kapcsolódik a memóriához és az ún. perifériás berendezésekhez. A programok végrehajtása lényegében azt jelenti, hogy a 6 ki-bemeneti vonahendszeren keresztül a tárolóból érkező utasításkódok parancsai szerint az 1 vezérlőegység létrehozza a 4 adatkezelő egységben az előírt belső adatforgalmi és műveletvégzési folyamatokat, és a 6 ki-bemeneti vonalrendszeren keresztül az utasításkódoknak megfelelően vezérli a tároló(k), illetve perifériás berendezések és a 4 adatkezelő egység közötti adatforgalmat. Egy utasítás végrehajtásának első lépése az utasítás kódjának kiolvasása a tárolóból. A kiolvasási folyamatot az 1 vezérlőegység a 6 vezérlő vezetékkötegen keresztül vezérli, az 1 vezérlőegység ezen vezetékkötegen keresztül kapcsolődik a 6 ki-bemeneti vonalrendszerhez. A kiolvasott utasítás kódja az 1 vezérlőegység lub utasításbeíró kimenetén megjelenő jel hatására a 6b adatvezeték-kötegen keresztül íródik be a 3 utasítástároló regiszterbe, a 6a adatvezeték-köteg és 6v vezérlő vezetékköteg a 6 ki-bemeneti vonalrendszer részét képezik. Az utasítás kiolvasása után az utasítás kódja a 3 utasítástároló regiszterben található. A 3 utasítástároló regiszter kimenetei az uk vezetékkötegen keresztül az 1 vezérlőegységhez kapcsolódnak, ez a kapcsolat teszi lehetővé, hogy az 1 vezérlőegység az utasítás kódjának ismeretében a végrehajtáshoz szükséges vezérlőjelek selozatát előállíthassa. Miután az utasítás kiolvasása megtörtént, megindul az utasítás végrehajtása. A végrehajtás során az 1 vezérlőegység vezérlőjeleket küld egyrészt a 4 adatkezelő egységnek, másrészt a 6 ki-bemeneti vonalrendszer félé. A4 adatkezelő egységnek küldött vezérlőjelek az adato(ka)t tartalmazó regiszter(ek) kiválasztására, aritmetikai illetve logikai műveletvégzésre, illetve az eredménynek valamely hardwareregiszterbe történő beírására adnak parancsot. A regiszterkiválasztö vezérlőjelek az 1 vezérlőegység lk kimenetein jelennek meg és a 4 adatkezelő egység 4k/ bemeneteire jutnak. A műveletvégzési vezérlőjelek az lf kimeneteken lépnek ki 1 vezérlőegységből és a 4 adatkezelő egység 4f bemeneteire jutnak. Az eredménynek regiszterbe történő beírását vezérlőjelek az 5 1 vezérlőegység le kimenetein jelennek meg és a 4 adatkezelő egység 4e bemeneteire jutnak. A számítógép ún. belső adatforgalmát vezérlőjelek három vezetékkötegen át jutnak el az 1 vezérlőegységből a 4 adatfeldolgozó egységbe. 10 Az ún. külső adatforgalom (a központi egység és tároló(k) illetve perifériás berendezések közötti adatforgalom) lebonyolítását az 1 vezérlőegység a 6 v és 5v vezetékkötegen továbbított vezérlőjelekkel végzi. A 6 ki-bemeneti vonalrendszer adatforgalmának vezér-15 lése a 6v vezetékkötegen keresztül történik, tényleges adatforgalom a 6 ki-bemeneti vonalrendszer és a 4 adatkezelő egység között az 5 kapurendszeren keresztül valósul meg. Az adatok ki-be kapuzását az 5 kapurendszer az 1 vezérlőegységből az 5v vezetékkö-20 tegen érkező vezérlőjelek hatására végzi. Az 5 kapurendszer a 6a adatvezeték-kötegen keresztül kapcsolódik a 6 ki-bemeneti vonalrendszerhez és a 4a vezetékkötegen keresztül a 4 adatkezelő egységhez. Az adatátvitel ezen vezetékkötegen keresztül valósul 25 meg. A 2. ábrán bemutatott kapcsolási elrendezés a nulla-, egy-, két- és háromcímes számítógépekre egyaránt érvényes. Az ismert számítógépeket megvizsgálva az egyes egységek tényleges belső felépítését 30 tekintve jelentős különbségek tapasztalhatók, mélyek egyrészt az utasítások és az ezekkel közvetlenül kezelt adatok ún. szóhosszának eltéréséből, másrészt pedig a gépi utasításrendszerek közötti különbségekből adódnak. A két- és háromcímes számítógépek utasításainak 35 és az ezek által közvetlenül kezelt adatoknak a szóhossza tipikusan 32 bit vagy ennél nagyobb, a nulla- és egycímes gépek utasításaié és az ezek által kezelt adatoké pedig tipikusan 16 bit vagy ennél kisebb. A 3 utasítástároló regiszter az utasítás szó-40 hosszát, a 4 adatkezelő egység pedig az utasítások által közvetlenül kezelt adatok szóhosszát követi. Természetes, hogy az utasításrendszer felépítése közvetlenül és jelentősen hat az 1 vezérlőegység belső felépítésére, ezen kívül korlátozott mértékben hatás-45 sal van a 4 adatkezelő egységre, amennyiben különböző gépi utasításrendszerek esetén más és más az akkumulátor- és egyéb regiszterek szükséges száma. A találmány szerinti digitális kisszámítógép utasításainak végrehajtását a 3. ábrán látható folyamatábra 50 szemlélteti. Az eltérő folyamat lényege, hogy a számítógép utasításrendszere nulla- és egycímes utasításokat tartalmaz, ezek végrehajtása a központi vezérlőegység nullacímes, egycímes, kétcímes, és háromcímes utasításvégrehajtási módjaiban különböző; az -^ egy-» két- és háromcímes végrehajtási módok az egycímes módvezérlő GET utasítás(ok) végrehajtása során állnak elő; az egymásután végrehajtott GET utasítás(ok) és nullacímes vagy egycímes utasítások együttesen a többcímes műveletvégzést eredményezi; 60 a többcímes műveletvégzés a teljes utasításvégrehajtási folyamat többszöri végigjárásának eredménye. A 3. ábrán látható 10 vizsgálat, 20 utasításkiolvasás, 21 és 30 vizsgálat, valamint 41 címmeghatározás folyamatát már az 1. ábra kapcsán ismertettük. Ha a 65 30 vizsgálat eredménye nullacímes utasítást jelez 6