Структурная схема эвм
А
ппаратное
обеспечение компьютера
- это набор устройств для обработки
информации. Ниже представлена структурная
схема электронной вычислительной
машины:
Процессор
Процессор – устройство, обеспечивающее преобразование информации и управления другими устройствами компьютера.
Процессор размещается на маленькой (около 2 см) кремневой пластине, в которой содержится несколько миллионов электронных компонентов. Процессор содержит в себе два устройства: устройство управления и арифметико-логическое устройство.
Устройство управления (на схеме УУ) – устройство, которое управляет всеми частями компьютера по программам из постоянной памяти.
Устройство управления читает команды, написанные в программах постоянной памяти, и управляет компьютером, выполняя их. Оно связано со всеми устройствами системой проводов.
Арифметико-логическое устройство (на схеме АЛУ) – устройство, которое производит арифметические (+, - , х , / ) и логические операции ( < , > , = ).
Характеристика процессора
Производительность процессора - это количество элементарных операций выполненных за одну секунду.
В компьютере важную функцию взаимодействия и обмена информацией между всеми устройствами компьютера выполняет системная шина. Чем больше разрядность шины, тем больше бит информации передается одновременно.
Разрядность шины определяет количество бит передаваемых одновременно от одного устройства к другому, а значит ее производительность.
Память
Память – устройство для хранения информации. В компьютере содержится три вида памяти: оперативная, внешняя и постоянная.
Оперативная память (на схеме ОП) – память, которая хранит информацию только в тот момент, пока пользователь вводит информацию. При выключении компьютера вся информация из ОП стирается. В компьютере ОП монтируется в виде интегральных схем.
Внешняя память (на схеме ВП) - память, которая используется для длительного хранения информации (магнитные ленты, магнитные диски, лазерные диски, жесткие диски, флэш. )
Постоянная память (на схеме ПП) – память, в которой хранятся программы, по которым работает УУ. Пользователь не имеет доступ к ПП.
Характеристика памяти
Объем памяти - максимальное количество хранения в ней информации.
Быстродействие памяти - время необходимое для считывания или записи информации.
Устройства ввода-вывода
Устройства ввода вводят информацию в оперативную память ЭВМ, а устройства вывода - выводят информацию из ОП.
Архитектура процессора
Процессор состоит из ячеек, в которых обрабатываются данные. Эти ячейки называют регистрами.
Виды регистров по их строению
8 - разрядные: в них помещается 8 битов;
16 - разрядные: в них помещается 16 битов;;
32 - разрядные: в них помещается 32 битов;
и так далее.
Виды регистров по их назначению
Регистры общего назначения, используются для операций с данными.
Адресные регистры - служат для хранения в них адресов, но которым процессор находит данные в памяти.
Специальные регистры служат для самопроверок процессора.
Р
абота
процессора с ОП
Используя адреса из адресных регистров, по адресной шине процессор запрашивает данные из памяти. Данные по шине данных поступают в регистры общего назначения процессора. После обработки информации процессор отправляет данные по шине данных в оперативную память по определённому адресу, который запоминает в адресных регистрах.
При выполнении простой операции, например сумма двух чисел, процессор выполняет следующие действия:
В программный счетчик (обозначим СК) устанавливается адрес команды, которую будут выполнять. Этот адрес передается в оперативную память (ОП) и помечается некоторая ячейка.
Устройство управления процессора передает в ОП сигнал чтения, происходит снятие копии помеченной ячейки, и эта копия поступает в регистр команд АЛУ.
Команда из регистра команд передается в дешифратор и там расшифровывается.
В расшифрованном виде она поступает в сумматор.
При этом сумматор запрашивает из ОП данные, и они поступают в регистр данных.
Сумматор выполняет команду.
Результат отправляет в аккумулятор (АЛУ).
Из аккумулятора он сбрасывается в ОП по адресу, указанному в расшифрованной команде.
Итак, процессор выполняет 4 такта, что бы сложить (умножить) два числа:
1такт. Читать СК (1.)
2 такт. Читать команду (2-5)
3 такт. СК увеличить на 2
4 такт. Выполнить команду.( 6-8 )