Тема 4. Понятие и основные виды архитектуры эвм.
Термин архитектура исп.для описания наиб общего принципа действия,конфигурации и взаимного соедин основных логиче узлов электронно-вычислит машины(ЭВМ).Это понятие раскрывается путем постулирования принципов и параметров ЭВМ,таких как:структура памяти,способы доступа к памяти и внешн устр-ам,возможность измен конфигурации компа,сис-ма команд,форматы данных,организация интерфейса и др.это также совокупность св-в и хар-к,рассматриваемая с точки зрения пользователя.
Концепцию классической архитектуры цифровой ЭВМ сформулировал Дж. Фон Нейман в 1946 Фундаментальные положения по архитектуре ЭВМ состоят:В применении двоичной системы счисления в работе ЭВМ;Программном управлении работой ЭВ (программа содерж инструкции, исполняемые автоматич в заданной последовательности);Принципе хранимых программ и данных в запоминающем устр-ве машины,обладающем высокой скоростью выборки и записи;Однотипном представлении в двоичном коде инструкций программ и обрабатываемых ими данных;Принципе иерархичности памяти в связи с технич проблемами реализации емкого и быстродействующ запомин устр-ва–min 2 уровня(основн и внешн память);Принципе адресности основн памяти(ячейки памяти доступны программе по двоичному адресу или по имени,кот. Присваивается в программе и сохр на протяжении всего времени выполнения программы)
ЭВМ имеет модульную архитектуру и вкл в себя:блок управления,арифметическое устр-во,память,устр-во ввода программ и данных,устр-во вывода рез-ов,а также пульт ручного управления.
Архитектура ЭВМ,построенной на принципах фон Неймана(устр-во управления=блок управления)
Блок управления обеспеч управление всеми устр-ми компа.Арифметическое(арифметико-логическое)устр-во выполняет арифметические и логические операции обработки инфы,хранящейся в памяти компа.Управляющее устр-во–обеспечивает управление и контроль всех устр-в компа(управляющие сигналы указаны пунктирными стрелками).В современных ЭВМ арифметико-логическое устр-во и блок управления объединены в процессор,кот выполняет обработку данных,а также осуществл с помощью программы управления работой др блоков компа.В памяти ЭВМ данные и программы представлены в двоичной форме. Для ввода и вывода инфы ис. спец программы и данные имеют однотипный ввод в комп.Память компа структурирована на основн(оперативную)и внешн(запоминающее устр-во).
Выделяют следующие устр-ва памяти,кот Отличаются скоростью считывания и записи инфы,а также емкостью:оперативные (ОЗУ),сверхоперативные(СОЗУ),постоянные(ПЗУ) и внешние(ВЗУ)запомин устр-ва.В СОЗУ хранится небольш объем данных,используемых процессором в ближайшие такты его работы.В ОЗУ представляется инфа,непосредственно используемая в текущем сеансе работы компа.Эта память явл энергозависимой,при выкл компа она стирается.ПЗУ обеспеч работу быстродействующей памяти небольшого объема,кот сохр свое содержимое.ВЗУ обеспеч работу самой медленной памяти самой большой емкости.
Устр-ва ввода инфы разнообразны в зависимости от вида инфы.В кач-ве устр-ва ввода символьной инфы часто исп клавиатура,а для ввода графической информации–сканеры,дигитайзеы,видео- и веб-камеры,графич планшет и световое перо.Для ввода звуковой инфы служит аккордовая клавиатура,спикеры(микрофоны), диктофон и др.
Для ввода визуальной инфы исп печатающее устр-ва(принтер) или монитор, графопостроитель(плоттер).Вывод звуковой инфы требует наличия спец мультимедийной аппаратуры–динамиков,акустических колонок и наушников.
Архитектура ЭВМ Дж фон Неймана полностью соответст ЭВМ 1ого и 2ого поколения.Разработанные фон Нейманом основы архитектуры вычислит устр-в оказались настолько фундаментальными,что получили в лит-ре название“фон-неймановской архитектуры”. Подавляющее большинство вычислит машин на сегодня–фон-неймановские машины.