2. Принципы построения и функционирования эвм. Принцип программного управления.

Архитектура вычислительной системы - общая логическая организация цифровой вычислительной системы, определяющая процесс обработки данных в конкретной вычислительной системе и включающая методы кодирования данных, состав, назначение, принципы взаимодействия технических средств и программного обеспечения.

Все универсальные вычислительные машины, в том числе и персональные компьютеры, имеют структуру, показанную на рис, где обозначено:

АЛУ - арифметическо-логическое устройство;

УУ - устройство управления;

ВУ - внешние устройства;

ОЗУ - оперативное запоминающее устройство.

Линии со стрелками и означают информационные и управляющие связи, соответственно.

Общая структура универсальной ЭВМ.

Впервые такую структуру вычислительных машин предложил Джон фон Нейман в 1945 г., поэтому ЭВМ со структурой рис называют машинами фон Неймана. Чтобы компьютер был универсальным и эффективным устройством для обработки информации, он должен иметь следующие основные устройства:

• арифметическо-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции;

• устройство управления, предназначенное для организации процесса выполнения программ;

• оперативное запоминающее устройство (оперативная память) для хранения программ и данных;

• внешние устройства для ввода/вывода информации.

Построение вычислительных машин основано на трех принципах:

• принцип цифрового представления данных (чисел, команд, обозначение операций, букв, слов и т.д.). Единицами данных в ЭВМ являются бит, байт, слово и т.п.;

• принцип адресности данных, согласно которого все данные и любые объекты программы хранятся в ячейках памяти, имеющих адрес;

• принцип программного управления (Ч.Беббидж, 1834 г.), сущность которого состоит в том, что управление вычислительным процессом осуществляется с помощью программы, находящейся в памяти ЭВМ.

Принцип программного управления

В XIX веке английским математиком и инженером Чарльзом Бэббиджем был разработан проект вычислительной машины, которая предназначалась для автоматического проведения длинных цепочек вычислений. Конструкция его аналитической машины включала 50 тысяч деталей.

В созданной Бэббиджем аналитической машине присутствовала хранимая в памяти машины программа ее работы. Меняя программу (перфокарту), можно было изменять порядок вычислений, то есть переходить от одной задачи к другой. 

Главной особенностью конструкции этой машины является программный принцип работы. Принцип программы, хранимой в памяти компьютера, считается важнейшей идеей современной компьютерной архитектуры. Суть идеи заключается в том, что

1. программа вычислений вводится в память ЭВМ и хранится в ней наравне с исходными числами;

2) команды, составляющие программу, представлены в числовом коде по форме ничем не отличающемся от чисел.

3. Алгоритм определения скорости передачи с нгмд на нжмд

1. Определяем объём свободного места на диске НГМД и заносим его в переменную Free

2. создаём на дискете файл, например a:\a.$$$

3. в цикле от 1 до свободного числа байт на диске пишем в файл какой-нибудь символ (один символ – один байт)

4. создаём на жестком диске какой-нибудь файл, например c:\a.$$$

5. открываем на дискете файл a:\a.$$$ на чтение, а на жестком диске файл c:\a.$$$ на запись

6. засекаем текущий момент времени в переменные Hour1, Min1, Sec1, 100Sec1 – час, минуты, секунды, сотые секунды.

7. вычисляем текущий момент времени в секундах T1=Hour1*3600+Min1*60+Sec1

8. создаём цикл от 1 до размера файла a.$$$ на дискете

   0. в цикле читаем из файла a:\a.$$$ следующий символ

   1. в цикле записываем в файл с:\a.$$$ считанный символ

9. по окончании цикла засекаем текущий момент времени в переменные Hour2, Min2, Sec2, 100Sec2 - час, минуты, секунды, сотые секунды.

10. вычисляем текущий момент времени в секундах T2=Hour2*3600+Min2*60+Sec2

11. вычисляем скорость как Free/(T2-T1) байт/сек