Тема 3.2 Эволюция структурных схем эвм

Студент должен:

знать:

- назначение всех компонентов ЭВМ первых поколений и современных ЭВМ;

- отличия ЭВМ первых поколений и современных ЭВМ;

Обобщенные структурные схемы ЭВМ первых поколений и современных

ЭВМ.

Стандартом для построения практически всех ЭВМ стал способ, описанный Дж.фон Нейманом. В соответствии с этим принципом обобщенная структурная схема ЭВМ первых поколений приняла следующий вид.

Структурная схема ЭВМ первого и второго поколений

В любой ЭВМ имеются устройства ввода информации (УВв), с помощью которых пользователи вводят в ЭВМ программы, решаемых задач и данные к ним. Сначала введённая информация запоминается в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ), которое предназначено для оперативной записи, хранения и считывания информации непосредственно участвующей в информационно-вычислительном процессе в текущий период времени. Далее информация переносится во внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), предназначенного для длительного хранения информации, где преобразуется в специальный программный объект – файл.

Файл- совокупность данных хранящихся под общим именем, размещенных во внешней памяти и рассматриваемый как неделимый объект при пересылках и обработках.

Устройство управления (УУ) предназначено для автоматического управления выполнением программ, путём принудительной координации работы всех остальных устройств ЭВМ. Цепи сигналов управления показаны на рисунке штриховыми линиями.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – выполняет арифметические и логические операции над данными. Результаты выполнения операций сохраняются для последующего использования в одном из регистров АЛУ или записываются в память.

Результаты, полученные после выполнения всей программы, передаются на устройство вывода (УВыв). В качестве УВыв могут использоваться экран дисплея, принтер, графический построитель (плоттер) и т. д.

В ЭВМ 4-ого поколения, к которым относятся персональные ЭВМ, произошли структурные изменения, сильно связаны устройства АЛУ и УУ – получили название процессор. Соединение всех устройств в единую машину, обеспечивается с помощью общей шины, представляющей собой шину передачи данных (ШД), шину передачи адреса (ША), шину передачи сигналов управления (ШУ). Все передачи данных по шине осуществляются под управлением сервисных программ.

Ядро ЭВМ образуют процессор и основная память (ОП).

Основная память (ОП) состоит из оперативной памяти (ОЗУ) и постоянной памяти (ПЗУ). ПЗУ, предназначается для записи и постоянного хранения наиболее часто используемых программ и данных.

Подключение всех внешних устройств (ВнУ): дисплея, клавиатуры, внешней памяти и т. д., осуществляется через соответствующие адаптеры или контроллеры. Адаптеры – это согласователи скоростей работы сопрягаемых устройств.

…

…

Системная шина

Структурная схема ЭВМ четвертого поколения

Контроллеры – специальные устройства управления периферийной аппаратурой.

Таймер – внутримашинные электронные часы, обеспечивающий при необходимости автоматический съём текущего момента времени (год, час, месяц, минута, секунда).

Контроллер прямого доступа к памяти (КПД), обеспечивающий доступ к основной памяти, минуя процессор.

Все устройства ЭВМ делятся на центральные и периферийные (внешние).

В состав центральных устройств ЭВМ входят: центральный процессор, основная память, ряд дополнительных узлов, выполняющих служебные функции: контроллер прерываний, КПД, таймер.

К периферийным устройствам относятся: внешняя память и устройства ввода-вывода.

Контрольные вопросы

1. Назначение АЛУ и УУ.

2. Какие аппаратные средства относятся к устройствам ввода и вывода

информации?

3. Назначение и состав системной шины.

4. Назначение и состав ОП.

5. Принципиальные отличия ЭВМ первых поколений и современных.

6. Назначение контроллеров и адаптеров.

7. Какие устройства ЭВМ относятся к основным, а какие к периферийным?