1.4 Устройство шин
1) Назначение шины – передача данных от одного устройства к другому.
2) Каждая из шин состоит из множества проводников ("линий"), по каждому из которых передается сигнал, кодирующий 1 бит информации. Пусть Uл – напряжение на линии. Если Uл> Uоп, то на линии установлена 1, если наоборот – 0.
3) Линии делятся на 3 группы:
а) линии данных
б) линии адреса
в) линии управления шиной
Для передачи данных выполняется следующее:
- устройство, передающее данные, выставляет на линии данных передаваемые данные
- на линии адреса выставляется адрес ячейки, куда должны быть записаны данные
- на линии управления выставляется комбинация бит, задающая выполняемую операцию
1.5 Устройство озук
1) ОЗУ Команд – место хранения программы, на момент исполнения программы. Перед исполнением программы программа на "машинном языке", как принято говорить "загружается" в ОЗУ команд. Другая программа (операционная система) управляет работой ЭВМ так, что ЭВМ копирует "машинную программу" с "внешнего устройств" (например диска) - в ОЗУ команд ЭВМ.
2) Каждая из команд программы представляет из себя набор данных, описывающий:
а) операции, которые должен выполнить процессор при выполнении команды.
б) местоположение (адреса ячеек) исходных данных, необходимых для выполнения операции.
в) адреса ячеек, в которые следует записать результаты выполнения команды.
3) Поскольку по форме записи (форме представления) команды программы ничем не отличаются от данных, то и по конструкции ОЗУК - ничем не отличается от ОЗУД. Более того, благодаря тому, что и данные и команды хранятся одинаково, соответствующие ОЗУД и ОЗУК устроены одинаково – во многих ЭВМ оказалось возможным совместить хранение данных и программ - в одном оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ). Смотрите далее - "Архитектура фон Неймана".
1.6 Архитектура фон Неймана
1) ЭВМ построенные по так называемой "архитектуре фон Неймана" отличается от архитектуры Гарварда только тем, что вместо двух ОЗУ используется одно общее ОЗУ, в котором хранятся как данные, так и команды.
Достоинство архитектуры фон Неймана:
меньшая стоимость ЭВМ
Достоинства архитектуры Гарварда:
1. большое быстродействие, т.к. данные и команды могут по различным шинам передаваться в процессор одновременно.
Архитектура Гарварда применяется в старших классах ЭВМ, а Неймана – в младших классах (например - ПЭВМ).
1.7 Центральный процессор
Введение
Состоит из следующих функциональных узлов
А) Устройство управления
Б) Арифметическо-логическое устройство
В) Универсальные регистры
Г) Специальные регистры
1.7.2 Устройство управления
1) УУ представляет сложную комбинаторную (логическую) схему и является наиболее сложной (можно сказать наиболее "интеллектуальной") частью процессора.
2) Когда очередная команда поступает из ОЗУК на выполнение, она попадает в УУ.
3) УУ выполняет "дешифрацию команды", т.е. - определяет: какая команда поступила, какие операции и каким функциональным устройствам ЭВМ необходимо по данной команде выполнить.
4) На основании результатов дешифрации УУ выдает управляющие сигналы для остальных частей процессора.
АЛУ
Комбинаторная система, выполняющая основные арифметические и логические операции над данными.