Достоинства и недостатки неймановской архитектуры эвм.
+) Универсальность (возможно выполнение любого алгоритма задачи).
+) Минимальные затраты оборудования для организации вычислений.
-) Несоответствие принципов архитектуры концепциям языков высшего уровня
-) Память – “узкое место”, существенно влияющее на скорость работы.
-) Не используется параллелизм.
-) Отсутствует возможность конвейерной обработки команд.
Организация системы памяти. Внутренняя память процессора,
основная и внешняя память.
Используемые запоминающие устройства различных типов различают по принципу
хранения, быстродействию и назначению
Система памяти – совокупность закономерных устройств с общим назначением функц. логич.(хранения информации).
Основные характеристики запоминающего устройства (ЗУ) – емкость, быстродействие и стоимость. Емкость ЗУ определяется предельным количеством информации, размещаемым в ЗУ, и исчисляется в кило-, мега-, гига- и терабайтах. Быстродействие ЗУ характеризуется затратами времени на чтение‑запись информации при обращении к ЗУ. Стоимость ЗУ – это затраты средств в денежном выражении на хранение всего объема информации, определяемого емкостью З1У.
Оперативная(основная) память. Для обеспечения высокого быстродействия процессора используется полупроводниковая память ограниченной емкости. Процессор имеет прямой доступ только к этой памяти, и ее называют оперативной (основной) памятью. Основная масса данных хранится вне оперативной памяти – в ЗУ на жестких дисках. Эти ЗУ называют внешними (ВЗУ), и их совокупность образует внешнюю память компьютера. Обычно емкость внешней памяти значительно больше емкости оперативной памяти
Внешняя память. Память, которая осуществляется посредством внешнего устройства. Как правило, емкость внешней памяти в разы больше основной. Осуществление считывания информации с этих носителей происходит посредством устройств ввода/вывода, в связи с тем, что процессор имеет прямой доступ только к оперативной памяти.
Внутренняя паметь. Внутренняя память процессора известна как сверхоперативная или буферная, используется для подмены ячеек оперативной памяти, ячейками сверхоперативной памяти, т.е для увеличения скорости передачи информации. Емкость этой памяти невелика и составляет несколько процентов от оперативной памяти. Реализуется аппаратными средствами.
Организация ввода-вывода данных.
К операциям ввода-вывода относятся все операции, управляющие работой внешних устройств и обеспечивающие передачу данных между внешними устройствами и оперативной памятью. Операции ввода-вывода распространяются и на внешние запоминающие устройства, и на устройства ввода-вывода, которые в связи с этим принято относить к одному классу устройств – внешним (периферийным) устройствам.
Внешние устройства (ВУ) подключаются к интерфейсу ввода-вывода через контроллеры (К) по схеме, представленной на рис. Ядро компьютера – процессор и оперативная память, к которым подключен интерфейс ввода-вывода.
Контроллер – электронное устройство, выполняющее следующие функции:
Опознавание обращения к ВУ путем сравнения собственного адреса с адресом ВУ, представленным на шине ввода-вывода.
Прием команды ввода-вывода, посылаемой по шине.
Исполнение
команды ввода-вывода, что сводится к
передаче данных между интерфейсом и
ВУ и формированию сигналов, управляющих
работой ВУ.Формирование и передачу в шину информации о завершении операции ввода-вывода или об особых ситуациях в работе ВУ (неготовность к работе, ошибка в передаче данных и т.п.).
Опознавание обращения к ВУ путем сравнения собственного адреса с адресом ВУ, представленным на шине ввода-вывода.
Прием команды ввода-вывода, посылаемой по шине.
Исполнение команды ввода-вывода, что сводится к передаче данных между интерфейсом и ВУ и формированию сигналов, управляющих работой ВУ.
Формирование и передачу в шину информации о завершении операции ввода-вывода или об особых ситуациях в работе ВУ (неготовность к работе, ошибка в передаче данных и т.п.).
Таким образом, команды ввода-вывода исполняются ВУ, работающим под управлением контроллера, интерпретирующего наборы управляющих сигналов, поступающие по шине, в соответствующие действия, реализуемые аппаратурой ВУ и контроллера. Контроллер также передает данные между ВУ и шиной в стандарте интерфейса ввода-вывода и формирует сигналы запросов от ВУ на передачу информации через интерфейс.
Количество ВУ, подключаемых к шине ввода-вывода, ограничивается следующими факторами: предельно допустимой длиной шины ввода-вывода и разрядностью адреса ВУ, представляемого на линиях интерфейса.