Учебная работа. Реферат: Архитектура электронно-вычислительной машины

Учебная работа. Реферат: Архитектура электронно-вычислительной машины

О понятии «архитектура ЭВМ »

Под архитектурой ЭВМ нужно осознавать ту совокупа черт, которая нужна юзеру. Это,до этого всего, главные устройства и блоки ЭВМ , также структура связей меж ними.

Общие принципы построения ЭВМ , которые относятся к архитектуре:

структура памяти ЭВМ ;

методы доступа к памяти и наружным устройствам;

возможность конфигурации конфигурации;

система установок;

форматы данных;

организация интерфейса.

Дадим определение архитектуры: , реализующие программное управление работой и взаимодействием главных ее многофункциональных узлов».

Принципы Фон-Неймана

Традиционные принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в работе Дж. фон Неймана, Г.Голдстейга и А. Беркса в 1946 году и известны как » принципы фон Неймана».
Они таковы:

Внедрение двоичной системы представления данных

Создатели внушительно показали достоинства двоичной системы для технической реализации,удобство и простоту выполнения в ней арифметических и логических операций. ЭВМ стали обрабатывать и нечисловые виды инфы — текстовую, графическую, звуковую и остальные, но двоичное кодирование данных как и раньше составляет информационную базу хоть какого современного компа.

Принцип хранимой программки

Сначало программка задавалась методом установки перемычек на специальной коммунационной панели. Это было очень трудозатратным занятием. Нейман первым додумался, что программка может также храниться в виде нулей и единиц, при этом в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципной различия меж программкой и данными отдало возможность ЭВМ самой сформировывать себе программку в согласовании с плодами вычислений.
Фон Нейман не только лишь выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ , да и предложил ее структуру(см рис.1), которая воспроизводилась в течение первых 2-ух поколений ЭВМ .

Усойство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) в современных компах объединены в один блок — микропроцессор, являющийся преобразователем инфы, поступающей из памяти и наружных устройств.
память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программки. Запоминающее устройство у современных компов «многоярусно» и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и наружные запоминающие устройства(ВЗУ).
ОЗУ
— это устройство, хранящее ту информацию, с которой комп работает конкретно в данное время (исполняемая программка, часть нужных для нее данных, некие управляющие программки).
ВЗУ
-устройства еще большей емкости, чем ОЗУ, но значительно наиболее неспешны.

Принцип поочередного выполнения операций

Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек. Микропроцессору в случайный момент времени доступна неважно какая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтоб к запомненным в их значениям можно было бы потом обращаться либо поменять их в процессе выполнения программки с внедрением присвоенных имен.

Принцип случайного доступа к ячейкам оперативки

Программки и данные хранятся в одной и той же памяти. Потому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст либо команда. Над командами можно делать такие же деяния, как и над данными.

структура ЭВМ

Для начала разглядим как устройства присоединяются к друг другу.

Системный блок
— центральное устройство компа. Другие устройства (их именуют наружные либо периферийные) присоединяются к нему через разъемы и порты.

Разъемы для присоединения наружных устройств к системному блоку находятся на заднем торце системного блока. Любой из разъемов индивидуален по собственной конфигурации — перепутать кабели от устройств перифирии при подключении нереально.

Снутри системного блока объединяющим центром является материнская плата
— к ней присоединяются все устройства, в том числе машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор.

Для правильной работы с наружным устройством микропроцессору нужен посредник — контроллер
( обозначим его К
) — который понимает, как работать с данным устройствам.

Ряд контроллеров смонтирован сходу на материнской плате, к примеру, конроллеры клавиатуры и дисков. Остальные размещаются на особых платах, именуемых адаптерами
. Адаптеры инсталлируются на материнскую плату.

Контроллер можно разглядывать как спец машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор, управляющий работой «вверенного ему» наружного устройства по особым интегрированным программкам обмена. Таковой машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор имеет свою систему установок. К примеру, контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (дисковода) умеет позиционировать головку на подходящую дорожку диска, читать либо записывать сектор, форматировать дорожку и т.п. Результаты выполнения каждой операции заносятся во внутренние регистры памяти контроллера и могут быть в предстоящем прочитаны центральным микропроцессором.
Таковым образом, наличие умственных наружных устройств может значительно изменять идеологию обмена. Центральный машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор по мере необходимости произвести обмен выдает задание на его воплощение контроллеру. Предстоящий обмен информацией может протекать под управлением контроллера без роли центрального микропроцессора. Крайний получает возможность «заниматься своим делом», т.е. делать программку далее.

Разъемы
— физическое устройство, соединяющее два устройства.
порт
— логическое устройство. Делает две функции:

служит «посредником» при передаче данных меж компом и устройствами ввода/вывода.

выдает микропроцессору сигнал прерывания, по которому начинается процесс прерывания.

Перейдем сейчас к дискуссии вопросца о внутренней структуре ЭВМ
, содержащей умственные контроллеры.

Из рисунка видно, что для связи меж отдельными многофункциональными узлами ЭВМ употребляется общая шина (нередко ее именуют магистралью)
.

Шина состоит из 3-х частей:

шина данных, по которой передается информация;

шина адреса, определяющая, куда передаются данные;

шина управления, регулирующая процесс обмена информацией.

Описаннаю схему просто пополнять новенькими устройствами — это свойство именуют

. Для юзера это значит возможность свободно выбирать состав наружных устройств для собственного компа.

При увеличении потоков инфы меж устройствами ЭВМ единственная магистраль перегружается, что значительно тормозит работу компа. Потому в состав ЭВМ могут вводиться одна либо несколько доп шин.

Главный цикл ЭВМ

Вся деятельность ЭВМ — это непрерывное выполнение тех либо других программ, при этом программки эти могут в свою очередь загружать новейшие программки и т.д.

Любая команда состоит из отдельных машинных установок. Любая машинная команда, в свою очередь, делится на ряд простых составных частей, которые принято именовать тактами

. Зависимо от трудности установок она быть может реализована за различное число тактов. к примеру, пересылка инфы из 1-го внутреннего регистра микропроцессора в иной производится за несколько тактов, а для перемножения 2-ух целых чисел их требуется на порядок больше. Существенное удлинение команды происходит, если обрабатываемые данные еще не находятся снутри микропроцессора и их приходится считывать из ОЗУ.

При выполнении каждой команды ЭВМ делает определенные обычные деяния:

согласно содержимому счетчика адреса установок, считывается еще одна команда программки (ее код обычно заносится на хранение в особый регистр УУ, который носит заглавие регистра установок);

счетчик установок автоматом меняется так, чтоб в нем содержался адресок последующей команды;

считанная в регистр установок операция расшифровывается, извлекаются нужные данные и над ними производятся требуемые деяния.

Потом во всех вариантах, кроме команды останова либо пришествия прерывания, все описанные деяния циклически повторяются.
Опосля подборки команды останова ЭВМ прекращает обработку программки. Для выхода из этого состояния требуется или запрос от наружных устройств, или перезапуск машинки.

Индивидуальности архитектуры индивидуальных компов

По мере развития компы суще­ственно уменьшились в размерах, создатели сделали доп оборудование, нужное для их действенного использования. ПК характеризуются открытой и совместимой с существующими стандар­тами архитектурой, возможностью подк­лючения доп многофункциональных устройств либо их подмену на наиболее производительные.

(либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор


главный вычислительный блок индивидуального ком­пьютера, содержит важные многофункциональные устройства:

*
с интерфейсом микропроцессора (системой сопряжения и связи микропроцессора с иными узлами машинки).

*

*

информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор — программируемое устройство обработки данных и управления работой ПК . машина — комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач) (либо вычислительной системы) которое делает арифметические и логические операции данные программкой преобразования инфы управляет вычислительным действием и коор, по существу, является устройством, выполняющим все функции простой вычислительной машинки.

— запоминающее устройство, применяемое для оператив­ного хранения и обмена информацией с иными узлами машинки. Устройства памяти характеризуются последующими главными показателями: быстродействием (временем доступа); емкостью. Повышение емкости главный памяти вдвое, по­мимо всего остального, наращивает эффективную производительность ПК при решении сложных задач (когда чувствуется недостаток памяти) приблизительно в 1,7 раза.

(внутримашинный интерфейс) служат для сопряжения централь­ных узлов ПК с ее наружными устройствами. Техно связь и взаимодействие всех устройств меж собой производит интерфейс-системная шина, которая представляет собой совокупа каналов передачи электронных сигналов. Любая линия шины имеет определенное предназначение: одна группа служит для передачи данных, иная — для передачи управляющих сигналов.

обеспечивают действенное взаимодействие ПК с окружающей средой: юзерами, объектами управления, иными маши­нами. В состав наружных устройств непременно входят наружная память и уст­ройства ввода-вывода. Наружные запоминающие устройства являются принципиальной составной частью ПК , обеспечивая длительное хранение программ и данных на разных носителях инфы. Наружная память ПК быть может представлена в виде накопителей на: магнитных и оптических дисках, на магнитной ленте. Значимым недочетом обрисованных видов наружной памяти является внедрение механических устройств. Порты ввода-вывода предусмотрены для временного размещения дан­ных, передаваемых в центральную часть компа из наружных уст­ройств либо выводимых из центральной части в эти устройства. Имеются также порты общего предназначения, к которым могут подсоединяться раз­личные доп наружные устройства.

План

1. О понятии «архитектура ЭВМ »

2. Принципы Фон-Неймана

3. структура ЭВМ

4. Главный цикл ЭВМ

5. Индивидуальности архитектуры индивидуальных компов

Санкт-Петербургский муниципальный институт экономики и денег

Реферат

На тему: Логическая архитектура ЭВМ

Выполнила: Редькина Александра

Группа: 129

Санкт-Петербург

2009

Перечень источников

1. Б.М. Каган
«Электронно вычислительные машинки и системы.» Москва «Радио и связь» 1991г
2. А.Д. Смирнов
«Архитектура вычислительных систем» Москва «Радио и связь» 1990г.
3. www.arch-computer.narod.ru

]]>