Принципы программного управления

5) Принципы программного управления:

Используемый в современных компьютерах принцип программного управления был предложен в 1945 году Дж. фон Нейманом. Этот принцип включает следующие положения.

Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы информации, называемые словами.

Разнотипные слова информации различаются по способу использования, но не способами кодирования.

Слова информации размещаются в ячейках памяти машины и идентифицируются номерами ячеек, называемыми адресами слов.

Алгоритм представляется в форме последовательности управляющих слов, называется командами. Алгоритм, представленный в терминах машинных команд, называется программой.

Выполнение вычислений, предписанных алгоритмом, сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определяемом алгоритмом.

Использование в ЭВМ двоичных кодов обусловлено спецификой электронных схем, применяемых для передачи, хранения и преобразования информации.

Согласно второму положению, все слова в ЭВМ выглядят совершенно одинаково и сами по себе неразличимы. Только порядок использования слов в программе вносит в них различия.

Третье положение фиксирует специфику хранения и идентификации (обозначения) информации, порождаемую свойствами машинной памяти.

В четвертом положении утверждается, что программа представляется в ЭВМ в виде упорядоченной линейной последовательности команд .

Согласно пятому положению, память неймановской машины сугубо линейна. Это выражается в том, что процесс вычислений, выполняемых ЭВМ по заданной программе, начинается с команды, заданной пусковым адресом программы. За ней выполняется следующая в памяти команда

Основные понятия архитектуры эвм

Электронная система – любой электронный узел, блок, прибор, комплекс, производящий обработку информации

Задача – набор функций, выполнение которых требуется от электронной системы.

Быстродействие – показатель скорости выполнения электронной системой её функций

Гибкость – способность системы подстраиваться под различные задачи

Избыточность – показатель степени соответствия возможностей системы, решать дополнительные системные задачи

Интерфейс – соглашение об обмене и правилах обмена информацией, подразумевающих электронную, логическую и конструктивную совместимость устройств , участвующих в обмене, другое название – сопряжение

Микропроцессор – логика работы

Микропроцессор: Ядро любой микропроцессорной системы..

Процессор – обработчик

Процессор – узел, который производит всю обработку информации, внутри микропроцессорной системы. Остальные узлы выполняют лишь вспомогательные функции: хранение, передача, связь с пользователем

Процессор выполняет арифметические и логические функции. Кол-во таких элементарных операций – несколько сотен

Все свои операции процессор выполняет последовательно, последовательное выполнение операций несомненное достоинство, т.к. с помощью 1 процессора можно выполнять самые сложные алгоритмы. С другой стороны при последовательном выполнении операций увеличивается время обработки сложных алгоритмов.

Микропроцессор- система команд

Все команды, выполняемые процессором, образуют систему команд процессора. Структура и объем системы команд определяют: быстродействие, гибкость, и удобство использования процессора. Всего команд у процессора может быть от нескольких десяток сотен. В зависимости от системы команд, процессоры делятся на специализированные(для решения узкого круга задач) и универсальные(для широкого круга задач)

Набор команд входящих в программу, составляют управляющую информацию. Т.е. набор цифровых кодов, расшифровав которые, процессор узнает, что ему делать

Шинная классическая структура(схемы,принцип работы)

При классической структуре связей, все коды и сигналы между устройствами передаются по отдельным линиям связи. Каждое устройство, входящее в систему, передает свои сигналы и коды независимо от других устройств. При этом в системе получается очень много линий связи и разных протоколов обмена информацией.

Шинная структура

Большое достоинство шинной структуры связей состоит в том, что все устройства, подключенные к шине, должны принимать и передавать информацию по одним и тем же правилам и протоколам обмена информацией.

Соответственно все узлы, отвечающие за обмен с шиной в этом устройстве, должны быть универсальными

Существенный недостаток шинной структуры связан с тем, что все устройства линии связи подключаются

Параллельно, поэтому любая неисправность любого устройства, может вывести из строя всю систему, если она портит линию связи. Отладка системы с шинной структурой сложна, и как правило требует спец оборудования