Обобщенная структура эвм на пути ее развития.
Основной тенденцией в развитии структуры ЭВМ является разделение функций системы и максимальная специализация подсистем для выполнения этих функций.
Сверх оперативная память
Уст-во управления
Управл межпроцессорным обменом
Уст-во управления памятью
Подсистема ввода/вывода
Кэш-память
Оперативная память
Средсва скалярной обработки
Средства упр-ия обработки
Средства векторной обработки
Внешняя память
Подсистема управления и обслуживания
С точки зрения специализации устройств – развитие обрабатывающей подсистемы в большей степени чем у остальных идет по пути разделения функций. Средства управления и средства обработки становятся более специализированными. Меняются функции центрального устройства управления: ряд функций передаётся в другие подсистемы, и развиваются средства параллельной обработки нескольких команд (супер скалярная обработка).
Подсистема памяти имеет иерархическую структуру, которая состоит из нескольких уровней:
Сверхоперативный уровень (локальная память процессора + кэш-память 1-го, 2-го уровней).
Оперативный уровень (оперативная память + дисковый кэш).
Внешний уровень (внешнее запоминающее устройство).
Каждый уровень состоит из запоминающих устройств с различным быстродействием и емкостью.
Методами повышения производительности являются:
Увеличение количества регистров общего назначения процессора,
Использование многоуровневой кэш-памяти,
Увеличение объема и пропускной способности оперативной памяти,
Буферизация передачи информации между основной и внешней памятью.
Увеличение пропускной способности оперативной памяти достигается за счет расслоения и секционирования памяти.
Основными направлениями развития подсистем ввода/вывода является канальная технология ввода/вывода, матричная топология коммутации периферийных устройств, увеличение пропускной способности каналов ввода/вывода.
Подсистемы управления и обслуживания – это совокупность аппаратно-программных средств, предназначенных для обеспечения максимальной производительности, надежности, ремонтопригодности, а также удобство настройки и эксплуатации. Основным направлением в развитии является повышение интеллектуализации интерфейса, а также автоматизация процессов тестирования и отладки.
При разработке структуры ЭВМ все подсистемы должны быть сбалансированы между собой, т.е. обеспечено согласование быстродействия обрабатывающей подсистемы с объемами и скоростью передачи информации подсистемы памяти, и пропускной способностью подсистемы ввода вывода.
Архитектура ЭВМ – это представление ЭВМ, которое отражает структурную схемотехническую и логическую организацию ЭВМ. Понятие архитектуры ЭВМ является комплексным и включает в себя:
Структурную схему ЭВМ
Организацию и способы адресации памяти
Средства и способы доступа к элементам структурной схемы,
Организацию и разрядность интерфейсов ЭВМ
Набор и доступность регистров
Способы представления и форматы данных ЭВМ
Набор машинных команд ЭВМ
Форматы машинных команд
Обработку внештатных ситуаций (прерываний)