7. Архітектура комп’ютера


Скачати 40.21 Kb.
Назва7. Архітектура комп’ютера
Дата27.03.2013
Розмір40.21 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Інформатика > Документи
7.Архітектура комп’ютера. Поняття архітектури комп’ютера. Класична архітектура комп’ютера і принципи фон Неймана. Удосконалення і розвиток внутрішньої структури комп’ютера. Основний цикл роботи комп’ютера. Система команд комп’ютера і способи звернення до даних.
Поняття архітектури комп’ютера

Архітектура ЕОМ-це опис сукупності пристроїв та блоків ЕОМ і зв'язків між ними. Поняття архітектури тісно пов'язане з принципами роботи ЕОМ.

Комп'ютер - це електронний пристрій, що виконує операції введення інформації, зберігання та оброблення її за певною програмою, виведення одержаних результатів у формі, придатній для сприйняття людиною. За кожну з названих операцій відповідають спеціальні блоки комп'ютера:

· пристрій введення,

· центральний процесор,

· запам'ятовуючий пристрій,

· пристрій виведення.

Описуючи роботу комп'ютерів, користуватимемося термінами «програма» та «дані».Дані - це інформація для обробки в комп'ютері. Даними можуть бути числа, текст, зображення, звуки.

Отже, якщо програми - це керуючі компоненти комп'ютера, що забезпечують обробку інформації та загалом належну роботу всіх вузлів комп'ютера, тоїдані - це вхідна інформація, подана у придатному для обробки вигляді

Основні принципи фон Неймана такі:

використання двійкової системи числення для кодування інформації у комп’ютері;

програмне керування роботою комп’ютера;

збереження програм у пам’яті комп’ютера;

адресація пам’яті.

Сучасну архітектуру комп'ютера визначають також такі принципи:

Принцип програмного керування. Забезпечує автоматизацію процесу обчислень на ЕОМ. Згідно з цим принципом, запропонованим англійським математиком Ч.Беббіджем у 1833 р., для розв'язання кожної задачі складається програма, що визначає послідовність дій комп'ютера. Ефективність програмного керування є високою тоді, коли задача розв'язується за тією самою програмою багато разів (хоч і за різних початкових даних).

Принцип програми, що зберігається в пам'яті. Згідно з цим принципом, сформульованим Дж. фон Нейманом, команди програми подаються, як і дані, у вигляді чисел й обробляються так само, як і числа, а сама програма перед виконання завантажується в оперативну пам'ять. Це прискорює процес її виконання.

Принцип довільного доступу до пам'яті. Згідно з цим принципом, елементи програм та даних можуть записуватися у довільне місце оперативної пам'яті. Довільне місце означає можливість звернутися до будь-якої заданої адреси (до конкретної ділянки пам'яті) без перегляду попередніх. Архітектура сучасних комп'ютерів передбачає наявність каналів прямого доступу до оперативної пам'яті для обміну даними з пристроями введення-виведення без участі центрального процесора, а також передачу більшості функцій керування периферійними пристроями спеціалізованим процесорам, що розвантажує центральний процесор і підвищує його продуктивність.

Розглядаючи ЕОМ першого покоління, ми відзначили революційну роль принципів фон Неймана у конструюванні обчислювальних машин. Передусім це принцип програмного керування, який дає можливість повністю автомати­зувати обчислення та створити ЕОМ на його основі. Принцип програмного керування полягає в тому, що програма має бути розміщена у пам'яті ЕОМ та послідовно виконуватися за допомогою простих однотипних дій.

Принцип адресації полягає в тому, що кожній комірці пам'яті відпо-відає номер, який називається адресою комірки.

Згідно з ідеями фон Неймана обчислювальна машина має складатися з таких основних компонентів. Оперативна пам'ять (ОП). його також називають оперативним запам'ятовуючим пристроєм чи скорочено ОЗП. Оперативна пам'ять складається з пронумерованих комірок, у кожну з яких може бути записане одне двійкове число.


"
Арифметично-логічний пристрій (АЛП). Цей пристрій може виконувати певний набір команд, що відповідають арифметичним та логічним опера­ціям. Результат виконаної команди зберігається в АЛП до надходження на­ступної команди.


/■
Пристрій управління (ПУ). Цей пристрій забезпечує читання та запис інформації до комірок пам'яті. Він також формує сигнали для керування роботою АЛП та зовнішніх пристроїв.

Зовнішні пристрої (ЗП). Роль таких пристроїв виконують, насамперед, пристрої введення та виведення інформації. В реальних ЕОМ такими при­строями є клавіатура, монітор, принтер.

У ході еволюції обчислювальних машин АЛП та ПУ були об'єднані в одну ему мікропроцесора, а архітектура комп'ютерів значно ускладнилася. Однак ;новні принципи конструювання ЕОМ, які були зазначені фон Нейманом, лишаються у силі.

Робота ЕОМ фон Неймана моделює роботу сучасних комп'ютерів. Кори--;• зач за допомогою зовнішнього пристрою вводить програму, яка записується ашиною до ОП. Програма має вигляд послідовного списку команд.

Виконання програми починається з того, що пристрій керування зчитуєять комірки, у якій міститься перша команда програми, та організовуєзнання. Команда надходить до АЛП, у якому виконується певна операція. :ля виконання однієї команди ПУ починає виконання команди з наступної іірки пам'яті. Порядок комірок ОП, з яких відбувається зчитування, визна­ться за допомогою команд передачі управління. Отже, ПУ виконує про-му автоматично, без втручання людини. В цьому йполягає принцип про­бного керування,

У сучасних комп'ютерах АЛП та ПУ поєднані на одній мікросхемі - мікропроцесорі, яка виготовлена з напівпровідникового кристалу кремнію у вигляді ВІС (див. пункт "Четверте покоління", § 5). Нагадаємо, що для ВІС характерним є дуже щільне "пакування" елементів, завдяки чому на кристалі площею близько 1 см2 може бути розміщено велику кількість елементів: транзисторів, конденсаторів тощо. Так, схеми сучасних процесорів Pentium містять понад 3 мільйони транзисторів.

Схожі:

УРОКУ: Склад комп'ютера та взаємодія між вузлами
РОЗДІЛ ПРОГРАМИ: Архітектура та конфігурація комп'ютера і мікропроцесорної системи
ТЕМА: Архітектура персонального комп'ютера
Мета і завдання роботи: вивчення основних блоків персонального комп’ютера і оцінка його вартості
Урок №5. Тема: Пам'ять комп’ютера
Мета: ознайомити учнів з видами пам’яті комп’ютера; зовнішніми запам’ятовуючими пристроями комп’ютера
Урок №5. Тема: Пам'ять комп’ютера
Мета: ознайомити учнів з видами пам’яті комп’ютера; зовнішніми запам’ятовуючими пристроями комп’ютера
Уроку на тему «Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління...
«Історія розвитку обчислювальної техніки. Покоління ЕОМ. Типова архітектура персонального комп’ютера. Класифікація та призначення...
1 Подання (кодування) даних в пам’яті комп’ютера
Структура внутрішньої пам’яті комп’ютера. Біт, байт, машинне слово. Кодування символьних даних в пам’яті комп’ютера. Подання числових...
1. Основні складові частини і можливості комп’ютера. Висловлювання
Основні складові частини і можливості комп’ютера. Висловлювання Техніка безпеки під час роботи з комп'ютером і правила поведінки...
Лекція №4 Тема: Програмне забезпечення персональних комп’ютерів
Системне програмне забезпечення призначене для керування роботою складових комп’ютера та обміном даними між ними, діагностування...
Тема: Склад комп’ютера та взаємодія між вузлами. Структура системного блоку
Мета: Вивчити склад персонального комп’ютера і його логічну структуру. Навчитися підключати монітор, клавіатуру і маніпулятор миша...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ”ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Важливим і необхідним компонентом в складі архітектури комп’ютера – є пам’ять від якої залежить продуктивність комп’ютера. Система...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка