Выводы:

К данному моменту мы обсудили следующие понятия:

• Вычислительная система

• Физические ресурсы (устройства)

• Драйвер физического устройства

• Логические или виртуальные ресурсы (устройства)

• Драйвер логического/виртуального ресурса

• Ресурсы вычислительной системы

• Операционная система

• Жизненный цикл программы в вычислительной системе

• Система программирования

• Прикладная система

К сказанному следует добавить, что пользователь работает в некоторой виртуальной системе. Даже человек, работающий с Ассемблером, не знает коды операций и команд. К тому же, в одной и той же операционной системе может быть целая иерархия виртуальных систем.

Основы компьютерной архитектуры.

Невозможно говорить отдельно об ОС или об архитектуре компьютеров, т.к. они взаимодействуют и сильно интегрированы. Их эффективность зависит от ПО и HardWare компьютера.

Джон фон Нейман(John Von Neumann). С этим именем связана машина фон Неймана. Он опубликовал Предварительный доклад о компьютере EDVAC (A First Draft Report on the EDVAC), в котором отразил основные концепции организации компьютера. EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer - Электронный Компьютер Дискретных Переменных)

. Основные разработчики этой модели - Джон Мочли (John Mauchly) и Джон Преспер Эккерт (John Presper Eckert), авторы

ENIACа  (Electronic Numerical Integrator And Computer).

Принципы Фон Неймана:

• принцип двоичного кодирования. Все данные кодируются с помощью двоичных сигналов.

• принцип программного управления. Программы состоят из команд, в которых закодированы операции и операнды. Выполнение компонент программы – автоматическое выполнение команд, составляющих программу. Последовательность команд определяется последовательностью команд и данных.

• Принцип хранения программ. Для команд и данных единое устройство памяти. Все слова имеют последовательную адресацию. Интерпретации информации, размещенной в памяти, происходит в момент работы с данной ячейкой памяти.

П редполагается, что компьютер фон Неймана имеет следующие компоненты:

Оперативное запоминающее устройство (основная память, оперативная память(ОП))

ОЗУ - устройство, предназначенное для хранения оперативной информации. В ОЗУ размещается исполняемая в данный момент программа и используемые ею данные. ОЗУ состоит из ячеек памяти, содержащей поле машинного слова и поле служебной информации.

RAM – устройство произвольного доступа.

Машинное слово – поле программно изменяемой информации, в машинном слове могут располагаться машинные команды (или части машинных команд) или данные, с которыми может оперировать программа. Машинное слово имеет фиксированный для данной ЭВМ размер (обычно размер машинного слова – это количество двоичных разрядов, размещаемых в машинном слове).

Служебная информация (иногда ТЭГ) – поле ячейки памяти, в котором схемами контроля процессора и ОЗУ автоматически размещается информация, необходимая для осуществления контроля за целостностью и корректностью использования данных, размещаемых в машинном слове.

В поле служебной информации могут размещаться:

• разряды контроля четности машинного слова (при записи машинного слова подсчет числа единиц в коде машинного слова и дополнение до четного или нечетного в контрольном разряде), при чтении контроль соответствия;

Пример контроля за целостностью данных по четности

• разряды контроля данные-команда (обеспечение блокировки передачи управления на область данных программы или несанкционированной записи в область команд);

• машинный тип данных – осуществление контроля за соответствием машинной команды и типа ее операндов;

Конкретная структура, а также наличие поля служебной информации зависит от конкретной ЭВМ.

Важная характеристика ОП - производительность - скорость доступа процессора к данным, размещенным в ОЗУ:

•время доступа (access time- t_access) - время между запросом на чтение слова из оперативной памяти и получением содержимого этого слова.

•длительность цикла памяти (cycle time - t_cycle) - минимальное время между началом текущего и последующего обращения к памяти.

•

(t_cycle>t_access)

Расслоение памяти

ОЗУ делится на К независимых банков памяти, где К = 2^L