Архитектура ЭВМ

Цикл статей об архитектуре ЭВМ задумывался как достаточно высокоуровневый, но вопросы читателей потребовали более глубокого погружения, вплоть до логического уровня. Так и появилась статья Почему я о ней напоминаю? Потому что сегодня мы будем на нее в значительной степени опираться. А еще точнее, будем разбираться, что и как (и почему) нужно изменить, чтобы наш процессор мог действительно смог работать не только с данными во внутренних регистрах. Потребуется нам и то, что мы рассматривали в предыдущей...

Читатели канала знает, что разрядность ЭВМ может быть самой разной, причем не обязательно кратной байту. Многие знают, что разрядность ЭВМ в целом совершенно не обязательно определяется разрядностью процессора. Существуют процессоры выполняющие последовательную обработку потока данных изменяющейся разрядности. Во времена микропроцессоров разрядность машин обычно кратна байту и составляет 8/16/32, а последнее время чаще всего 64 бита. Но существовал и "процессор" обрабатывающий всего 1 бит, причем он не был ориентирован на последовательную обработку...

Более двух лет назад я написал статью о принципах построения и работы ОЗУ на ферритовых сердечниках. Это не самая простая тема, но очень интересная, так как ферритовое ОЗУ и позволило ЭВМ стать действительно массовыми. В комментариях к той статье было не мало обсуждений, которые касались и ПЗУ. Причем в качестве иллюстраций читатели иногда приводили фотографии именно ПЗУ. Статью по прежнему читают, обсуждают, задают вопросы. Но вот буквально пару дней назад в комментариях зашел довольно бурный спор с одним читателем именно о построении и работе ПЗУ на ферритовых сердечниках...

Мы достаточно подробно рассмотрели вычислительное ядро процессора, на уровне логических схем, и даже добавили специфические узлы для возможности реализации стековой архитектуры на базе ядра регистровой архитектуры. При этом предыдущая статья не была запланированной, но появилась по просьбам читателей о более глубоком погружении в устройство процессоров. Но даже в ней у нас осталось множество сигналов, которые мы обозначили, но оставили без детального рассмотрения, и много вопросов. Сегодня мы займемся поиском ответов на некоторые вопросы связанные с адресацией операндов...

Мы рассмотрели три разных архитектуры процессора, которые, по своей сути, относятся лишь к ядру процессора. Да и то лишь части ядра. Наши функциональные схемы отражали лишь взаимодействие отдельных элементов, причем в самом обобщенном виде. Чтобы показать концепцию, и не более того. Но некоторые читатели заинтересовались более подробным описанием, вплоть до принципиальных схем. Статьи задумывались как статьи в стиле "как это устроено и работает", а не как "как это сделать". И даже близко не могут считаться "учебником"...

Процессоры аккумуляторной архитектуры самые простые и дешевые. Стековая архитектура сложнее. Но идеальной архитектуры не существует. У каждой есть свои плюсы и минусы. Сравнением архитектур заниматься не будем, во всяком случае пока. Но посмотрим, можно ли предложить архитектуру более универсальную, чем ранее рассмотренные. Уточню, что речь идет об архитектуре ядра процессора. Точнее, лишь о части ядра. Аккумуляторная архитектура проста, но наличие лишь одного регистра является ощутимым ограничением...