23.09.2012 — Лекция №4

• ДЗУ — долговременное ЗУ, в отличие от ПЗУ, исеют очень большой объем памяти и низкую скорость работы, поэтому использовать в качестве ППЗУ (хранения программ) использовать нельзя. В процессе работы с них удобно считывать и записывать большие объемы информации. Основная характеристика — объем.

УУ — предназначено для синхронизации блоков ЭВМ и формирования сигналов для работвне с внешними устройствами. Основная характеристика: реализуемая система команд

УВВ — предназначено для ввода и вывода информации на внешние устройства, для организации работы с оператором ЭВМ. Основная характеристика: быстродействие.

Архитектура и принцип работы ЭВМ фон-Неймана.

В 1954 он опубликовал в открытой печати принцип работы ЭВМ, в которой и обобщил все разработанные варианты ЭВМ на то время.

Идея универсальной ЭВМ возникла из предшествующих разработок. Автомат Мура использовал принцип табличного описания его внутренних состояний и выходные сигналы описывались в виде табличных переходов их внутренних состояний. В дальнейшем был разработан автомат Мили, выходные сигналы которого описывались ... но и таблицы выходов. Автомат Мили — более универсальный автомат.

Принципы фон-Неймана:

1. Устройство управления работает на основе последовательности команд.

2. Последовательность командназывается программой, которая хранится в памяти ЭВМ.

3. Каждая команда состоит из 2-х частей: оператор и операнд. Оператор указывает действие, которое необходимо выполнить над операндами. В качестве оперндов выступают адреса ячеек памяти.

4. Работа ЭВМ заключается в выполнении последовательности команд.

Основное достоинство ЭВМ — универсальность, т.к любую программу можно заменить в памяти ЭВМ и таким образом применить ее для решения другой задачи. Основной недостаток — низкое быстродействие, т.к все команды ЭВМ выполняются по циклам и тактам, т.е с определенными интервалами времени, что принципиально ограничивает ее взаимодействие. Поэтому для повышения быстродействия часто реализуют гибридные ЭВМ, в которых часть задач реализуется на аналоговых устройствах, а часть на цифровых. При этом чаще всего в аналоговом виде решаются сложные ДУ, необходимые для управления сложными быстродействующими объектами.

Архитектура ЭВМ

Архитектура ЭВМ — совокупность принципов организации взаимодействия аппаратных и программных средств, обеспечивающая их функциональые возможности.

РИСУНОК

Для организации работы ЭВМ в состав УУ вводится специальный регистр — счетчик команд, или PC, который всегда указывает на адрес ячейки … ОЗУ, в которой находится код команды, предназначенный для ее выполнения. Таким образом работа в ЭВМ всегда начинается с установки начального состояния программного счетчика. Сигнал «сброс» поступает от источника питания к включениею питания. Работа ЭВМ начинается со сбора программного счетчика. Программный счетчик — основной регистр ЭВМ.

Команда считывается из ЗУ и передается в регистр команд, где код команды сохраняется в процессе ее выполнения. Т.о счетчик команд указывает на адрес следующей команды, поэтому PC увеличивается на 1. Код команды поступает на дешифратор команд и определяет тип определяемой команды в данный момент и запускает УУ на выполнение конкретной команды.