Cursul V

CURS 5 AC 2006/2007

1/13
ARHITECTURA CALCULATOARELOR 2006/2007
CURSUL 5


CAPITOLUL 2 : Manipularea datelor

?n capitolul 1 am studiat conceptele referitoare la stocarea datelor ?i memoria calculatoarelor.
Pe l?ng? abilitatea de a stoca date, o ma?in? algoritmic? trebuie s? fie capabil? s? manevreze
datele conform unui algoritm. Manipularea datelor cere ca ma?ina s? dispun? de un
mecanism at?t pentru efectuarea de opera?ii asupra datelor, c?t ?i pentru coordonarea
secven?elor de opera?ii. ?n cazul calculatoarelor uzuale de ast?zi acest mecanism este denumit
unitate central? de prelucrare (Central Processing Unit - CPU). Capitolul al doilea se
concentreaz? asupra acestui dispozitiv ?i a subiectelor legate de el.


2.1 Unitatea central? de prelucrare

?ntr-un calculator obi?nuit, circuitele care realizeaz? diferite opera?ii asupra datelor (cum ar fi
adunarea sau sc?derea) nu sunt conectate direct la celulele memoriei principale. De fapt,
aceste circuite sunt grupate distinct ?ntr-o parte a calculatorului denumit? unitate central? de
pralucrare (Central Processing Unit - CPU). Aceast? unitate const? din dou? p?r?i:
unitatea aritmetico – logic? (Arithmetic/Logic Unit), care con?ine circuitele care realizeaz?
manipularea datelor, ?i unitatea de comand? (Control Unit), care con?ine circuitele utilizate
pentru coordonarea activit??ilor ma?inii.

2.1.1 Regi?tri

Pentru stocarea temporar? a informa?iilor, unitatea central? de prelucrare con?ine celule,
denumite regi?tri (registers), care sunt similare cu celulele memoriei principale a
calculatorului. Ace?ti regi?tri pot fi clasifica?i ca fiind regi?tri de uz general (general -
purpose registers) ?i regi?tri speciali (special - purpose registers). Vom studia c??iva
dintre regi?trii speciali ?ntr-un alt subcapitol. Aici, ne vom opri asupra regi?trilor de uz
general.

Regi?trii de uz general servesc la stocarea temporar? a datelor care sunt manipulate de CPU.
Ei memoreaz? intr?rile circuitelor unit??ii aritmetico-logice ?i furnizeaz? spa?iu pentru
memorarea rezultatelor produse de aceasta. Pentru a putea efectua o opera?ie cu ni?te date
stocate ?n memoria principal?, unitatea de comand? trebuie s? transfere datele din memorie ?n
regi?trii de uz general, s? informeze apoi unitatea aritmetico-logic? ?n care regi?trii anume
sunt stocate datele, s? activeze circuitele adecvate din unitatea aritmetico-logic? ?i s?-i indice
acesteia ?n ce registru s? depun? rezultatul opera?iei.

Este instructiv s? studiem regi?trii f?c?nd compara?ia cu propriet??ile celorlalte elemente de
memorie ale calculatorului. Regi?trii sunt folosi?i pentru stocarea datelor imediat necesare
pentru realizarea unei opera?ii; memoria principal? este destinat? stoc?rii datelor care vor fi
necesare ?n scurt timp; iar dispozitivele de stocare de mas? sunt utilizate pentru stocarea pe
termen lung a datelor.
CURS 5 AC 2006/2007

2/13
?n multe calculatoare, la aceast? ierarhie se adaug? un nivel suplimentar, denumit memorie
cache (cache memory). Memoria cache este o memorie de mare vitez?, cu timpi de r?spuns
similari celor ai regi?trilor unit??ii centrale de prelucrare, situat? adesea ?n interiorul CPU.
Calculatorul stocheaz? ?n aceast? memorie o copie a acelei por?iuni din memoria pe care o
utilizeaz? ?n momentul respectiv. Astfel, transferurile de date care ?n mod normal s-ar fi f?cut
?ntre regi?tri ?i memoria principal? se fac de fapt ?ntre regi?tri ?i memoria ca...