Fig.1

Registrador de Operações(OPR) : registrador de quatro bits e conterá o código de operação da instrução sendo executada

Registrador de Propósitos Gerais(GPR) : registrador de doze bits que armazenará instruções lidas da memória e dados a serem escritos/lidos da memória

Registrador Flag do Acumulador(F) : registrador de um bit que será setado quando acontecer vai-um na posição mais significativa do Acumulador

Registrador Flag do Registrador de Propósitos Gerais(Z) : registrador de um bit que será setado quando o conteúdo de GPR forem todos bits 0

Observe que os dois Flags estão disponíveis para o Controlador através de uma conexão direta.Então, na execução de algumas instruções, a próxima microoperação na seqüência pode depender dos resultados produzidos pelas microoperações precedentes, e o Controlador pode seguir uma seqüência ou outra, dependendo do nível lógico dos Flags F ou Z.

Microoperações do GPR

• transferir para si próprio a palavra endereçada da memória
  
• transferir para si próprio o conteúdo do Acumulador
  
• transferir para si próprio o conteúdo do Contador de Programa
  
• pode ser incrementado
  

Microoperações da ULA

• somar o registro presente (conteúdo do ACC) ao número de doze bits que está no GPR
  
• limpar o Acumulador
  
• limpar F
  
• complementar F
  
• complementar o Acumulador
  
• incrementar o Acumulador
  
• girar para direita através de F
  
• girar para esquerda através de F
  

O Controlador fornecerá sinais de comando a todos os terminais de controle dos registradores e para a memória, com um ou mais terminais de controle levados a nível lógico 1.A microoperação é executada quando o terminal de controle correspondente fôr ativado.


Operações de Controle do Computador

Fig.2

Instruções
A seqüência de microoperações para o Controlador Buscar(Fetch) uma instrução na memória é apresentada na figura abaixo.

 

Fig.3

No final da seqüência das microoperações de Busca, a parte de operação da instrução(código da operação)  está no OPR e o endereço do operando, se houver, está na parte de endereços do GPR.

A escolha do conjunto de instruções do computador considera o compromisso entre a complexidade das instruções, o hardware necessário e os programas a serem escritos.Se as instruções são simples e poucas, então o circuito do controlador será simples e os programas devem ser maiores.Caso as instruções sejam complicadas e numerosas, então o circuito do controlador será mais elaborado e os programas mais simples.

Instruções de uma microoperação(podem ser executadas em um ciclo de relógio)

Fig.4

Qualquer uma das instruções acima requer que um único terminal de controle seja colocado no nível ativo e podem ser executadas em um ciclo de relógio e consiste de uma só microoperação.


Instruções com Seqüência de Microoperações(podem ser executadas em vários ciclos de relógio)
ADD, endereço
Adicionar ao presente conteúdo do acumulador o número(operando) localizado no endereço de memória que está especificado como parte da instrução.

Fig.5

O endereço do operando pode ser direto ou indireto.O endereço direto significa que a instrução tem o endereço da posição de memória onde está o operando(Fig.6(a)).O endereço indireto é quando a instrução tem o endereço da posição de memória onde está o endereço do operando(Fig.6(b)).

Fig.6

ADDI, endereço
O conteúdo da posição de memória cujo endereço está armazenado em endereço é somado ao conteúdo do Acumulador e o resultado fica no Acumulador.

Fig.7

STA, endereço
Armazenar o conteúdo do Acumulador em um endereço da memória indicado em endereço

Fig.8

Normalmente as instruções são listadas na memória na ordem em que devem ser executadas e o acesso será a uma instrução após a outra incrementando o Contador de Programa.Algumas vezes será preciso não seguir esta seqüência mas saltar para uma instrução que não esteja na ordem seqüêncial.

JMP, endereço
Saltar(Jump) para a instrução localizada no local de memória especificado na instrução em endereço

Fig.9

JMPI, endereço
Saltar para a instrução cujo endereço está armazenado no local endereço da memória; endereço armazena o endereço da próxima instrução a ser executada
 

Fig.10

A parte de endereço da instrução JMPI é o endereço do local da memória que tem o endereço da próxima instrução.

Uma rotina é definida como um conjunto de instruções que realiza determinada função dentro de um programa.A chamada da sub-rotina ou salto para uma sub-rotina é o processo no qual o fluxo do programa principal de execução da instruções é desviado para a execução de uma  determinadaq rotina.

CSR, endereço
Chamar a sub-rotina.A instrução armazena o endereço de retorno ao programa principal no local da memória especificado na instrução(endereço) e busca a próxima instrução a partir da locação endereço+1

Fig.11

O fim da sub-rotina deve ser sempre o retôrno ao local da memória onde o programa fez o salto para a sub-rotina

Fig.12

ISZ, endereço
Incrementar e saltar se zero; ler o número no local de memória endereço, incrementá-lo e retorná-lo a seu local original; se depois do incremento o número fôr zero, saltar a próxima instrução

Fig.13

HLT
Parar; esta instrução colocará o computador inativo, nenhuma operação será realizada

Resumo das Instruções

Instrução
CRA	limpar acumulador
CTA	complementar acumulador
ITA	lincrementar acumulador
CRF	limpar flip-flop F
CTF	complementar flip-flop F
SFZ	saltar próxima instrução se F é zero
ROR	girar à direita
ROL	girar à esquerda
ADD	adicionar ao acumulador
ADDI	adicionar ao acumulador, indireto
STA	armazenar na memória do acumulador
JMP	saltar
JMPI	saltar indireto
CSR	chamar sub-rotina
ISZ	incrementar e saltar se Z é um
HLT	parar

Como Funciona um Microprocessador Esta página da Intel mostra o funcionamento de um processador moderno, com registradores e outras unidades interagindo na execução de instruções. Compare o funcionamento dessa arquitetura com a arquitetura estudada. É preciso ter o plug-in Shockwave  instalado.