MSC ERMIR ORHANI

LEKSION I

STRUKTURA BAZE HARDUER DHE SOFTUER E NJE KOMPJUTERI (pjesa 1)

HYRJE

Ne kete tekst do te prezantojme menyren e organizimit te nje kompjuteri shifror duke pershkruar funksionimin dhe ndertimin e njesive te ndryshme te tij, qe kane per detyre ruajtjen dhe perpunimin e informacionit. Pjese e keti] materjali do te jene dhe njesite e kompjuterit qe marrin informacionin dhe nxjerrin rezultatet e perpunimit nga dhe drejt botes se jashtme. Pjesa me e madhe e materialit te ketij kursi i dedikohet pershkrimit te aspekteve harduer dhe arkitektures se nje kompjuteri. Aspekti harduer i kompjuterit perfaqesohet nga qarqet elektronike, ekranet, memorjet magnetike dhe optike, pajisjet elektromekanike dhe ato te komunikimit, qe e perbejne ate. Arkitektura e kompjuterit integron nje bashkesi instruksionesh te specifikuar me njesite harduerike ku egzekutohen keto instruksione. Arkitektura e kompjuterit mund te perkufizohet dhe si kombinimi i funksionaliteteve operative te njesive te vecanta harduer qe perbejne sistemin kompjuterik, fluksin e informacionit ndermjet ketyre njesive dhe kontrollin relative.

Do te diskutohen nder te tjera, shume aspekte, qe kane te bejne me programimin dhe komponentet softuer ne sistemet kompjuterike: eshte e rendesishme te marrim ne konsiderate si aspektet softuer dhe ato harduer te ndertimit te komponenteve te ndryshem te kompjuterit, qe te mund te arrijme nje nivel te mire njohjeje te sistemeve kompjuterike.

Ky kapitull prezanton pra, nje bashkesi konceptesh harduer dhe softuer, perfaqeson nje terminologji te pergjithshme dhe propozon nje paraqitje te hollesishme te aspekteve baze te objektit; ne kapitujt ne vijim do te jepet nje pershkrim me i detajuar.

1.1 LLOJET E KOMPJUTERAVE

FiIlojme me perkufizimin e termit kompjuter shifror, ose thjesht kompjuter: nje term i tille shpesh keqinterpretohet, megjithese perdoret shpesh. Ne formen e tij me te thjeshte, nje kompjuter i diteve te sotme eshte nje makine llogaritese elektronike e shpejte qe pranon ne hyrje informacion numerik, e perpunon ne baze te nje liste instruksionesh te memorizuara ne brendesi te saj dhe jep ne dalje informacionin rezultant.

Lista e instruksioneve quhet program i kompjuterit, dhe pjesa e brendshme e dedikuar per memorizimin e informacionit dhe programeve quhet kujtese e kompjuterit.

Ekzistojne tipe te ndryshme kompjuterash, qe daIlojne mes tyre nga permasat, shpejtesia dhe kostoja. Eshte i zakonshem adoptimi i termave specifike per te perfaqesuar tipe te ngjashern kompjuterash. Kompjuteri me i perhapur eshte personal computer, i perdorur gjeresisht neper shtepi, shkolla dhe zyra. Behet fjale per nje nga desktop computer-at me te perhapur, i pajisur me nje njesi perpunimi, nje monitor dhe nje tastiere qe mund te lidhen se bashku shume thjeshte mbi tryezen ne shtepi apo mbi tavolinen e punes ne zyre.

Kompjuterat portabel (notebook computer) perdoren kryesisht per aplikime dhe shkrimin e dokumentave, duke punuar me to pa nevojen e energjise elektrike per disa ore. Tastiera, monitori i sheshte dhe njesia baze bejne pjese ne nje njesi te vetme.

Kompjuterat me rendiment te Iarte, ose sic njihen ndryshe "Workstation" jane kompjutera te pajisur me aftesi shume te mira te nderfaqimit grafik, qe edhe pse kane permasa te njejta me ate te nje kompjuteri tavoline, zoterojne nje fuqi llogaritese shume here

me te madhe se ajo e nje personal computer (PC). Workstation-at perdoren shpesh per aplikime inxhinierike, e ne vecanti per aplikimet ne projektet interaktive.

Pas workstation ekziston nje game e gjere kompjuterash me permasa te medha dhe me nje fuqi shume me te larte, nga te cilet "mainframe" dhe serverat perbejne ekstremin e poshtem, nderkohe qe "superccomputer-af" perbejne ekstremin e siperm. Mainframe perdoren zakonisht per perpunimin e te dhenave ne media dhe industrine e rende, ne te cilat kapaciteti perpunues dhe memorizues i workstation nuk eshte i mjaftueshem. Superkomputerat perdoren per perpunime numerike me nje fuqi te larte, tipike per aplikimet ne parashikimin te kohes, projektimin e avioneve dhe simulimin e sjelljes se tyre.

Ne mainframe, serverat dhe superkomputerat, njesite funksionale se bashku me multi-procesoret mund te perbehen nga nje numer i konsiderueshem pjesesh te vecanta, qe shpesh jane me permasa te konsiderueshme.

1.2 NJESITE FUNKSIONALE

Ne formen e tij me te thjeshte nje kompjuter perbehet nga 5 pjese kryesore, te pavarura funksionalisht, fig. 1.1:

njesia e hyrjes, kujtesa, njesia arithmetike-logjike, njesia e daljes dhe njesia e kontrollit.

Njesia e hyrjes pranon informacion te koduar, qe vjen nga operatori njerezor, nga dispozitivet elektromekanike si tastiera e nje terminali me ekran, ose edhe nga kompjutera te tjere me te cilet sistemi mund te Iidhet me ane te linjave te komunikimit shifror. Informacioni i marre mund te memorizohet per nje perdorim te mevonshem ose mund te perpunohet menjehere nga qarqet arithmetike-logjike per te realizuar veprimet e kerkuara. Ndjekja e hapave te nevojshem per perpunimin e informacionit percaktohet nga nje program i memorizuar ne kujtese. Se fundi, rezultatet i kthehen ambjentit te jashtern permes njesise se daljes. Te gjitha keto veprime koordinohen nga njesia e kontrollit. Figura 1.1 nuk tregon lidhjet midis njesive te ndryshme funksionale, ndonese lidhje te tilla patjeter qe ekzistojne. Ka menyra te ndryshme per te realizuar keto lidhje, qe do te diskutohen me tej ne kete cikel leksionesh. Tradicionalisht, me termin njesi qendrore e perpunimit (Central Processing Unit, CPU), ose me thjeshte procesor, i referohemi bashkesise se qarqeve arithmetike-Iogjike dhe qarqeve te kontrollit kryesor. Pjesa "qendrore" u shtua ne epoken e kompjuterave te pare, kur pjesa me e madhe e funksioneve te perpunimit ishin te permbledhura ne nje njesi te vetme. Sistemet moderne jane shpesh te pajisur me me shume procesore, por termi "CPU" eshte akoma shume i perhapur.

Fig.1.1 Njesite baze funksionale te nje kompjuteri

Zakonisht u referohemi dispozitiveve te hyrjes dhe te daljes me termin e vetem njesi hyrje dalje (Input/Output, I/O). Behet fjale per nje zgjedhje gjithsesi te arsyeshme, duke qene se shpesh pajisja standarte siguron si funksionet e hyrjes dhe ato te daljes. Shembulli me i thjeshte i kesaj njesie eshte terminali me ekran, i perbere nga nje tastiere per hyrjen dhe nje monitor per te paraqitur daljen. Funksionet e hyrjes dhe te daljes jane te ndara ne brendesi te terminalit, keshtu qe kompjuteri perdor dy pajisje te vecanta, edhe pse perdoruesit mund te mendojne per to sikur jane nje njesi e vetme.

Le te analizojme tani me ne detaje informacionin qe administrohet nga kompjuteri. Se pari eshte e rendesishme te dallojme instruksionet nga te dhenat. Instruksionet ose instruksionet makine, jane komanda eksplicite qe:

- komandojne transferimin e informacionit si ne brendesi te kompjuterit ashtu dhe ndermjet kompjuterit dhe pajisjeve hyrje/dalje

- specifikojne operacionet arithmetike-logjike qe duhet te ndermerren

Nje liste instruksionesh qe kryejne nje detyre te percaktuar perben ate qe quhet program. Ne pergjithesi programi eshte i ruajtur ne kujtese. Procesori merr ne kete menyre instruksionet qe perbejne programin nga kujtesa, nje nga nje, dhe kryen veprimet e specifikuara ne instruksion. Kompjuteri eshte teresisht i kontrolluar nga programi i memorizuar, pervec rastit kur kemi nje nderprerje nga jashte, qe shkaktohet nga nje perdorues ose nga nje pajisje hyrje/dalje e lidhur me makinen.

Te dhenat jane numra dhe karaktere te enkoduar qe perdoren nga instruksionet si operande. Gjithsesi termi "te dhena" perdoret shpesh per te treguar cdo lloj informacioni numerik. Ne baze te perkufizimit te te dhenave, qe eshte perdorur ketu, mund te ndodhe qe nje program i tere (dmth nje bashkesi instruksionesh) te konsiderohet si nje e dhene, dmth ai vete do te perpunohet nga nje program tjeter. Nje shembull eshte kompilimi i nje programi burim ne nje gjuhe te nivelit te Iarte, qe perkthehet ne instruksione makine dhe te dhena. Programi burim eshte e dhena ne hyrje per kompilatorin: kompilatori perkthen programin burim ne nje program ne gjuhe makine. Informacioni i perpunuar nga kompjuteri duhet te kodohet ne nje format te pershtatshem. Pjesa me e madhe e harduerit aktual perdor qarqe numerike te pajisur vetem me dy gjendje te qendrueshme : ON dhe OFF. Cdo numer, karakter, ose instruksion enkodohet nepermjet nje stringu shifrash binare te quajtura bit (BInary digiT), cdonjeri prej te cileve mund te marre njeren nga dy vlerat e mundshme: 0 ose 1. Zakonisht numrat paraqiten duke perdorur paraqitjen me presje notuese. Ne disa raste perdoret formati dhjetor i koduar ne binar (Binary Coded Decimal, BCD), ne te cilin cdo shifer dhjetore enkodohet me 4 bit. Edhe karakteret alfanumerike shprehen ne termat e kodeve binare, per

kete qellim jane percaktuar skema te shumta enkodimi. Dy nga skemat me te perdorurajane: kodi ASCII (American Code for Information Interchange), me 7 bit, dhe kodi EBCDIC(Extended Binary Coded Decimal Interchange Code), ne te cilin perdoren 8 bit per cdo karakter.

1.2.1 NJESIA E HYRJES

Kompjuterat perftojne informacion te koduar permes njesive te hyrjes, qe lexojne te dhenat. Pajisja hyrese me e njohur eshte tastiera, e lidhur elektromekanikisht me pjesen e kompjuterit te rezervuar per perpunimin. Struktura e lidhjeve elektrike qe gjenden ne nje tastiere eshte e tille, qe kur shtypim nje taste, shkronja ose shifra korresponduese perkthehet automatikishtne kodin binar perkates dhe dergohet menjehere ne kujtese ose procesor. Ekzistojne dhe pajisje te tjera te hyrjes, midis te cileve permendim joystick, trackball dhe mouse; keto perdoren shpesh te kombinuara me nderfaqe grafike. Nje veshtrim me i detajuar mbi pajisjet hyrese do te jepet ne njc kapitull te vecante.

1.2.2 NJESIA E KUJTESES

Funksioni i njesise se kujteses eshte te ruaje programet dhe te dhenat.Dallojme dy tipe kujtesash: kujtesa primare dhe sekondare. Kujtesa ose kujtesa qendrore, eshte nje kujtese e shpejte, qe vepron me nje shpejtesi te percaktuar nga koha e reagimit te komponenteve elektronike. Ketu qendrojne programet gjate ekzekutimit te tyre.

Kujtesa qendrore permban nje numer shume te madh qelizash, te realizuara me gjysmepercjellesa, secila me kapacitet per te ruajtur 1 bit informacion; rralle ne keto qeliza lexohet dhe shkruhet individualisht, por ato aksesohen ne grupe me permasa fikse, te quajtura fjale (word). Kujtesa qendrore eshte e organizuarne menyre te tille, qe permbajtja e nje fjale me n bit, te mund te ruhet ose nxirret me nje veprim te thjeshte te vetem.

Per te lejuar nje akses te thjeshte ne fjalet e kujteses qendrore, cdo pozicioni te kujteses qe i korrespondon nje fjale i shoqerohet nje adrese e vecante. Adresat jane numra qe identifikojne pozicione te njepasnjeshme. Per te arritur te aksesojme nje fjale te plote percaktohet adresa dhe dergohet ne kujtese nje komande kontrolli qe i jep pikenisje nje procesi ruajteje (memorizimi) ose nje procesi te nxjerrjes se te dhenave.

Numri i biteve qe perbejne nje fjale eshte gjatesia e fjales se kompjuterit. Gjatesia tipike e fjaleve varion nga 16 deri ne 64 bit. Kapaciteti i kujteses eshte nje faktor qe karakterizon permasat e nje kompjuteri; makinat e vogla mund te kene vetem disa miliona fjale, nderkohe qe makinat me permasa mesatare dhe te medha normalisht arrijne dhjetra dhe qindra miliona fjale. Te dhenat perpunohen ne brendesi te kompjuterit njekohesisht si shumefisha ose pjese te nje fjale binare. Kur aksesojme kujtesen zakonisht lexohet ose shkruhet nje fjale e dhene.

Programet duhet te qendrojne ne kujtesen qendrore gjate ekzekutimit: instruksionet dhe te dhenat shkruhen ose lexohen nga kujtesa, nen kontrollin e procesorit. Eshte thelbesore te mund te aksesohet sa me shpejt te jete e mundur cdo vendndodhje e fjales ne kujtese. Kujtesat ne te cilat cdo vendndodhje mund te arrihet ne nje kohe te caktuar shume te shkurter, e matur qe nga casti qe specifikohet adresa e deshiruar, quhen kujtesa me akses te rastesishem (Random Access Memory, RAM). Koha e nevojshme per te aksesuar nje fjale quhet kohe e aksesimit te kujteses. Kjo kohe eshte fikse dhe nuk varet nga vendndodhje e fjales qe duam te aksesojme: kryesisht ne pjesen me te madhe te memorjeve RAM bashkekohore, kjo kohe varion nga disa nanosekonda (ns) deri ne lOOns. Memorja e normalisht implementohet si nje hierarki memorjeje e tre ose kater niveleve e njesive RAM me gjysempercjellesa me shpejtesi dhe madhesi te ndryshme. Njesite RAM me te shpejta dhe me te vogla quhen cashe. Ato jane te lidhura ngushte me procesorin dhe ne shumicen e rasteve jane ne te njejtit qark te integruar per te perftuar performace sa me te larta. Njesia me e madhe dhe me e ngadaleshme i referohet memorjes kryesore. Ne nje kapitull te vecante paraqiten ne detaje aspektet e operimit dhe dhe performancat e kujteses te kompjuterit.

Ndonese kujtesa qendrore eshte esenciale, ajo eshte e kushtueshme; ndaj per te ruajtur sasi te medha te dhenash dhe programesh preferohet te perdoret nje njesi kujtese sekondare me ekonomike, sidomos kur nuk na duhet te aksesojme shpesh nje pjese te ketij informacioni. Ekziston nje game e madhe pajisjesh te kujteses dytesore, qe perfshijne disqet dhe shiritat magnetike, disqet optike (CD - ROM).

1.2.3 NJESIA ARITHMETlKE DHE LOGJlKE

Pjesa me e madhe e veprimeve te kompjuterit kryhet ne njesine arithmetike dhe logjike (Arithmetic Logic Unit, ALU) te procesorit. Le te marrim nje shembull tipik: duhet te mbledhim dy numra qe ndodhen ne kujtesen qendrore. Ata transferohen ne procesor dhe ne ALU kryhet ne menyre efektive mbledhja; rezultati mund te rishkruhet ne kujtese ose te mbahet ne procesor per ta perdorur menjehere.

Cdo lloj tjeter veprimi arithmetik ose logjik, psh nje shumezim, pjestim apo nje krahasim mes te dy numrave, fillon duke transferuar operandet e kerkuar ne procesor dhe me tej veprimet e kerkuara realizohen nga ALV. Jo te gjithe operandet e nje operimi ndodhen patjeter ne kujtesen qendrore; procesori eshte pergjithesisht i pajisur me nje numer te caktuar elementesh memorizues me akses shume te shpejte, te quajtur regjistra, qe mund te perdoren per te ruajtur perkohesisht ato operande me te cilet veprojme me shpesh. Cdo regjister mund te permbaje te dhena te nje fjale; koha e aksesimit ne regjistra eshte me e shpejte se koha e aksesimit te memorjes se shpejte cache ne hierarkine e mernorjes. '

Njesia e kontrollit dhe ajo arithmetike-logjike jane disa here me te shpejta se pajisjet e tjera te nje sistemi kompjuterik. Kjo lejon qe nje procesor i vetem te mund te kontrolloje shume pajisje te jashtme si ekrani, shiritat magnetike, kujtesat ne disk, sensoret, monitoret dhe kontrolloret mekanike. E gjithe kjo eshte e mundur fale diferences se madhe ne shpejtesi, qe lejon nje procesor te shpejte te organizoje dhe kontrolloje aktivitetin e shume pajisjeve me te ngadalta.

1.2.4 NJESIA E DALJES

Njesia e daljes perfaqeson komplementin e njesise se hyrjes: funksioni i saj konsiston ne dergimin e rezultateve te perftuara ambjentit te jashtem. Shembulli me familiar i nje pajisjeje te tille eshte nje printer me shpejtesi te larte. Printerat kane koka te vogla me gjilpera, me kapilare me rrjedhje te vazhdueshme boje shkrimi ose teknika te ngjashme me ato te fotokopjeve, si ne rastin e printerave laser, per te kryer printimin.

Eshte e mundur te realizohen printera qe printojne 10000 rreshta ne minute; gjithsesi kjo eshte nje shpejtesi e reduktuar nqs krahasohet me shpejtesine elektronike te nje njesie perpunimi. Disa njesi, si psh terminalet me ekran dhe monitoret grafike, kryejne nje funksion si dalje ashtu edhe hyrje: ky rol i dyfishte eshte arsyeja qe u referohemi me termin "njesi I/O" ne shurnicen e rasteve.

1.2.5 NJESIA E KONTROLLIT

Njesite e kujteses, arithmetike-Iogjike, te hyrjes dhe te daljes mbajne dhe perpunojne informacionin dhe kryejne veprimet e hyrjes dhe daljes. Veprimet qe kryejne keto njesi duhet te koordinohen: kjo eshte detyra e njesise se kontrollit. Njesia e kontrollit eshte ne fakt qendra nervore qe dergon sinjalet e kontrollit ne njesite e tjera dhe verifikon gjendjen e tyre.

Transferimet e I/O, qe konsistojne ne veprime hyrje dhe dalje, kontrollohen nepermjet instruksioneve softuer, qe identifikojne pajisjet e perfshira dhe informacionin qe duhet te transferohet. Gjithsesi, sinjalet kohore, qe realisht komandojne transferimet, gjenerohen nga qarqet e kontrollit. Sinjalet kohore janesinjale, qe percaktojne castin ne te cilin duhet te ndodhin veprime te caktuara. Edhe transferimet e te dhenave mes procesorit dhe kujteses koordinohen nga njesia e kontrollit permes sinjaleve kohore. Eshte e arsyeshme te mendosh per njesine e kontrollit si nje njesi e percaktuar mire, fizikisht e ndare qe ndervepron me pjeset e tjera te kompjuterit. Ne realitet kjo ndodh rralIe. Pjesa me e madhe e logjikes se kontrolIit eshte e shperndare fizikisht ne brendesi te makines. Sinjalet e ores, qe perdoren per sinkronizimin e ngjarjeve te te gjithe njesive te tjera, dergohen nepermjet nje bashkesie te madhe linjash kontrolli neper keto njesi. Veprimet e kryera nga kompjuteri mund te permblidhensi me poshte:

kompjuteri merr informacion ne formen e programeve dhe te dhenave nepermjet nje njesie hyrje dhe e memorizon kete informacion ne kujtese.

informacioni qe ndodhet ne kujtese nxirret nga kujtesa nen kontrollin e nje programi dhe i dergohet njesise arithmetlkelogjike ku perpunohet.

informacionet e perpunuar e lene kompjuterin permes njesise se daljes. te gjitha aktivitetet ne brendesi te makines koordinohen nga njesia e kontrollit

1.3 KONCEPTET OPERATIVE BAZE

Ne paragrafin 1.1 thame qe aktiviteti i kompjuterit eshte i koordinuar nga nje sekuence instruksionesh. Per te kryer nje detyre te caktuar, ne kujtesen qendrore vendoset nje program i perbere nga nje liste instruksionesh; instruksionet e vecanta sillen me tej nga kujtesa ne procesor, i cili ben ekzekutimin e veprimeve te specifikuara. Te dhenat qe dalin nga veprimet ruhen ne kujtese. Nje instruksion tipik mund te jete:

Add LOCA,R0

Ky instruksion realizon veprimin e mbledhjes se operandit, qe ndodhet ne kujtese ne adresen LOCA, me operandin qe ndodhet ne nje rregjister ne procesor R0; rezultati i veprimit ruhet ne regjistrin R0. Permbajtja fillestare e kujteses ne adresen e dhene nuk modifikohet nga veprimi i kryer, nderkohe ajo e regjistrit R0 mbishkruhet. Ekzekutimi i ketij instruksioni kerkon disa hapa. Se pari, instruksioni merret nga kujtesa qendrore dhe ngarkohet ne procesor; ne kete menyre merret dhe operandi ne adresen LOCA dhe mblidhet me permbajtjen e R0. Se fundi, rezultati i mbledhjes ruhet ne regjistrin R0.

Ky instruksion Add kombinon nje veprim aksesimi te kujteses qendrore me nje veprim te njesise arithmetike-Iogjike. Ne shume kompjutera bashkekohore keto dy tipe veprimesh kryhen nga instruksione te ndryshme per arsye, qe lidhen me performancen, Efekti i instruksionit te dhene me siper mund te arrihet nga sekuenca e dy instruksioneve:

Load LOCA,R1

Add R1, R0

Instruksioni i pare transferon ne regjistrin R1 te procesorit permbajtjen e vendndodhjen e kujteses qendrore, qe ndodhet ne adresen LOCA; instruksioni i dyte mbledh permbajtjen e dy regjistrave R1 dhe RO, duke e vendosur rezultatin ne regjistrin RCJ. Vini re qe, sic e thame dhe me lart, kjo shkakton fshirjen e permbajtjes se meparshme te regjistrit RO, nderkohe qe permbajtja e vendndodhjes te kujteses me adrese LOCA ruhet. Transferimet mes kujteses qendrore dhe procesorit fillojne pasi eshte derguar ne kujtese adresa e vendndodhjes, qe duam te aksesojme dhe aktivizimit te sinjaleve te pershtatshem te kontrollit. Keshtu, te dhenat transferohen nga ose per ne kujtese.

Figura 1.2 tregon lidhjen ndermjet kujteses qendrore dhe procesorit; gjithashtu paraqet dhe disa detaje te operimit te procesorit, qe nuk i kemi permendur akoma. Skema e lidhjes se ketyre komponenteve nuk eshte e ilustruar ne menyre eksplicite, pasi ne kete pjese konsiderohen vetem karakteristikat e tyre funksionale: Kapitulli 3 pershkruan me ne thellesi detajet qe kane te bejne me lidhjet, qe bejne pjese ne ndertimin e nje procesori.

Percvec ALU -se dhe qarqeve qe realizojne kontrollin, procesori ka nje numer te caktuar regjistrash, qe perdoren per qellime te ndryshme.

Fig. 1.2 Komunikimi midis memorjes kryesore dhe procesorlt

Regjistri i instruksionit (Instruction Register, IR) permban instruksionin qe po ekzekuton procesori: dalja e regjistrit eshte ne dispozicion te qarqeve te kontrollit, te cilet gjenerojne sinjalet kohore, qe koordinojne komponentet e ndryshme funksionale te perfshira ne ekzekutirnin e instruksionit.

Numeruesi i programit (Program Counter, PC) eshte nje rregjister tjeter i specializuar, qe ruan gjurmet e ekzekutimit te programit: ketu mbahet ne kujtese adresa e instruksionit pasues, qe do te merret dhe ekzekutohet. Gjate ekzekutimit te nje instruksioni, permbajtja e regjistrit PC azhornohet ne menyre qe permbajtja e re t'i korrespondoje adreses se instruksionit pasardhes qe do te ekzekutohet. Themi qe regjistri PC shenjon ne instruksionin pasardhes qe do te merret nga kujtesa. Pervec regjistrit IR dhe PC, ne figuren 1.2 tregohen dhe n regjistra me perdorim te pergjithshem (general-purpose), nga R0 ne Rn-1; roli i tyre shpjegohet ne Kapitullin 2.

Se fundi, dy regjistra lehtesojne kornunikirnin me kujtesen qendrore; regjistri i adresave te kujteses (Memory Address Register, MAR) dhe regjistri i te dhenave te kujteses (Memory Data Register, MDRJ.

Regjistri MAR permban adresen e pozicionit ne te cilin ose nga i cili duhet te transferohen te dhenat; regjistri MDR permban te dhenat qe duhet te shkruhen ne apo te lexohen nga kujtesa,ne pozicionin e treguar nga adresa e specifikuar.

Le te shohim tani disa hapa tipike te funksionimit te sistemit. Programet ruhen ne kujtesen qendrore dhe do te dergohen atje nepermjet njesise te hyrjes. Ekzekutimi i programit nis ne momentin qe regjistri PC shenjon ne instruksionin e pare te programit. Permbajtja e regjistrit PC transferohet ne regjistrin MAR dhe nje sinjal kontrolli per lexim (read) dergohet ne kujtese. Sa te kaloje koha e nevojshmeper aksesimin e kujteses, fjala e adresuar (ne kete rast, instruksioni i pare i programit) lexohet nga kujtesa dhe ngarkohet ne regjistrin MDR. Keshtu, permbajtja e regjistrit MDR transferohet ne regjistrin IR. Ne kete moment instruksioni eshte gati per t'u dekoduar dhe per t'u ekzekutuar.

Nqs instruksioni permban nje veprim qe duhet te kryhet nga njesia arithmetike-Iogjike, eshte e nevojshme te rikuperohen operandet e kerkuar. Nqs nje operand ruhet ne kujtese (mund te ndodhet edhe ne nje nga regjistrat e perdorimit te pergjithshem te procesorit), ai duhet te merret permes dergimit te adreses ne regjistrin MAR dhe aktivizimit te nje cikli leximi. Me t'u lexuar operandi nga kujtesa dhe me t'u vendosur ne regjistrinMDR, mund te transferohet me ne fund nga regjistri MDR ne ALU. Pasi nje ose disa operande merren ne kete mcnyre, ALU mund te te rcalizoje operacionin e desheruar, .Nqs rezultati i veprimit do te vendoset ne kujtese, atehere ai dergohet ne regjistrin MDR. Adresa e pozicionit ne kujtese ku do te shkruajme rezultatin, i dergohet regjistrit MAR dhe njekohesisht aktivizohet nje cikel shkrimi. Nderkohe qe ekzekutohet instruksioni, permbajtja e regjistrit PC inkrementohet ne menyre qe te shenjoje ne instruksionin pasardhes, qe do te ekzekutohet. Keshtu, sapo mbaron ekzekutimi i instruksionit korrent, mund te marrim nje instruksion te ri per t'u ekzekutuar.

Pervec transferimit te te dhenave mes kujteses qendrore dhe procesorit, kompjuteri merr te dhena nga pajisjet hyrese dhe dergon te dhena ne pajisjet dalese. Per kete arsye ekzistojne disa instruksione makine qe merren me transferimet e hyrje/daljeve,

Ekzekutimi normal i programit mund te nderpritet me njehere, nqs disa pajisje kerkojne me urgjence sherbime te caktuara. Psh nje pajisje monitoruese ne nje proces industrial te kontrolluar nga nje kornpjuter, mund te dedektoje nje kondite te rezikshme. Per ta perballuar ne cast situaten, fluksi normal i programit qe po ekzekutohet duhet te nderpritet. Per te realizuar kete nderprerje, pajisja monitoruese jep nje sinjal nderprerjeje (in te rrrupt). Nje nderprerje eshte nje kerkese per nje sherbim, qe nje pajisje hyrje/dalje ia dergon procesorit. Procesori ia siguron kete sherbim nepermjet ekzekutimit te nje procedure te sherbimit te nderprerjeve (interrupt-service routine). Mqs procedura te tilla mund te ndryshojne gjendjen e brendshme te procesorit, eshte e nevojshme te ruajme ne kujtese gjendjen para se ti sherbejme nderprerjes:

normalisht shkruhen ne kujtese permbajtjet e regjistrit PC, regjistrave te perdorimit te pergjithshem dhe disa informacione kontrolli.

Kur perfundon procedura e sherbimit (qe i pergjigjet nderprerjes), gjendja eprocesorit rikthehet ne gjendjen e meparshme ne menyre te tille qe program i nderprere tem und te vazhdoj punen

Procesori i treguar ne figuren 1.2 mund te realizohet ne menyra te ndryshme:

ne pjesen me te madhe te makinave me permasa te vogla dhe te mesme, te gjithe elementet permbahen ne nje chip te vetem me nje shkalle integrimi te larte (Very Large Scale Integrated, VLSI), ne te cilin eshte futur te pakten edhe nje nga njesite e cache-se te hierarkise se memorjes.