2.1.2Фон-неймановская архитектура (первое поколение эвм)
Команды и данные представляются в двоичном коде. Выполняемая программа и оперативные данные выполняемой программы хранятся в оперативной памяти (ОЗУ). Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) используется для хранения постоянных данных и программ. Так, например, в ПЗУ хранятся служебные программы, обеспечивающие взаимодействие оператора (пользователя) с компьютером при помощи устройств ввода-вывода ( УВВ) и устройства управления (УУ). При вводе и выводе данных в компьютерах первого поколения процессор простаивает. Среди устройств ввода-вывода важное место занимает пульт управления, предназначенный для оператора. Оператор может прервать выполнение программы, внести необходимые изменения, и вновь выполнить программу или перейти к решению другой задачи. Пульт управления связан с процессором при помощи устройства управления, формирующего необходимые управляющие сигналы.
2.1.3Архитектура компьютеров 2 поколения
В структуру ЭВМ второго поколения был введен специализированный процессор, управляющий обменом данных между устройствами ввода/вывода и основной памятью. Это управление осуществляется программой ввода/вывода, которая считывается из основной памяти и выполняется процессором ввода/вывода автономно. Для обеспечения возможности совместной работы процессора ввода/вывода и центрального процессора были введены прерывания работы центрального процессора по сигналу от процессора ввода/вывода об окончании операции.
В командах можно было указывать адрес операнда непосредственно или использовать команды, формирующие адрес при помощи индексного регистра.
В архитектуре ЭВМ второго поколения можно отметить следующие особенности:
применение специальных устройств преобразования адресов;
использование индексного регистра;
применение иерархической структуры памяти;
обособленное управление вводом / выводом;
использование системы прерываний для работы с устройствами ввода/вывода;
использование принципов микропрограммного управления;
Процессор пересылает данные в определенную область памяти и передает управление контроллеру канала ввода /вывода (КВВ), при этом он продолжает вычисления. После обработки устройством ввода вывода принятых данных или после передачи данных устройством ввода/вывода (УВВ), контроллер канала ввода/вывода ( КВВ) формирует сигнал прерывания, при этом возможно прерывание работы процессора и обслуживание запроса устройства ввода/вывода.
Сущность микропрограммного управления состоит в том, что любая машинная операция выполняется как последовательность микроопераций, вместо аппаратного формирования управляющих сигналов используется микропрограмма. Сигналы управления последовательно читаются из памяти микропрограмм и устанавливаются на соответствующих линиях управления. Для передачи сигналов управления используется специальная шина - шина управления.
Среди ЭВМ второго поколения появились и первые суперкомпьютеры, предназначенные для решения сложных задач, требовавших высокой скорости вычислений, в них были применены методы параллельной обработки, увеличивающие число операций, выполняемых в единицу времени - конвейеризация команд, во время выполнения одной команды вторая считывается из памяти и готовится к выполнению и параллельная обработка нескольких программ. ЭВМ, выполняющие параллельно несколько программ при помощи нескольких микропроцессоров, получили название мультипроцессорных систем.