- •Содержание
- •Глава 1 принципы построения и архитектура эвм 4
- •Глава 2 информационно-логические основы эвм 43
- •Глава 3 Классификация элементов и узлов эвм 67
- •Глава 4 функциональная и структурная организация эвм 107
- •Принципы построения и архитектура эвм
- •1.1. Основные характеристики эвм
- •1.2. Классификация средств эвм
- •1.3. Общие принципы построения современных эвм
- •История развития вт (эвм)
- •1 Поколение эвм (1940-1955 г.Г.)
- •2 Поколение эвм (1956-1960 г.Г.)
- •3 Поколение эвм (1960-1970 г.Г.)
- •4 Поколение эвм (1970-1990 г.Г.)
- •5 Поколение эвм (1990-2000 г.Г.)
- •6 Поколение эвм (2000 г. По н/вр)
- •Модульность построения, магистральность, иерархия управления
- •Иерархический принцип построения памяти
- •1.4. Функции программного обеспечения
- •Классификация программного обеспечения
- •Информационно-логические основы эвм
- •2.1. Системы счисления
- •2.2.1. Представление числовой информации
- •2.2.2. Представление других видов информации
- •2.3. Арифметические основы эвм
- •2.3.1. Машинные коды
- •2.3.2. Арифметические операции над двоичными числами с плавающей точкой
- •2.3.4. Арифметические операции над двоично-десятичными кодами чисел
- •2.4 Логические основы эвм
- •2.4.1.Основные сведения из алгебры логики
- •2.4.2. Законы алгебры логики
- •2.4.3. Понятие о минимизации логических функций
- •2.4.4. Техническая интерпретация логических функций
- •Классификация элементов и узлов эвм
- •3.1. Классификация элементов и узлов эвм
- •3.2. Комбинационные схемы
- •Компаратор
- •3.2. Схемы с памятью
- •3.3 Узлы эвм
- •3.5 Проблемы развития элементной базы
- •Функциональная и структурная организация эвм
- •4.1. Общие принципы функциональной и структурной организации эвм
- •4.2. Организация функционирования эвм с магистральной архитектурой
- •4.3. Организация работы эвм при выполнении задания пользователя
- •4.4.1. Отображение адресного пространства программы на основную память
- •4.4.2. Адресная структура команд микропроцессора и планирование ресурсов
- •4.4.3. Виртуальная память
- •4.5. Система прерываний эвм
1.3. Общие принципы построения современных эвм
Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление. В основе его лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений. Приведем определения основных понятий, связанных с программированием. Следует заметить, что строгого, однозначного определения алгоритма, равно как и однозначных методов его преобразования в программу вычислений, не существует.
Алгоритм – заранее определенная последовательность действий, приводящая к решению задачи за конечное число шагов.
Алгоритм – конечный набор предписаний, определяющий решение задачи посредством конечного количества операций.
Программа – это набор операторов (команд), который может быть представлен как единое целое в некоторой вычислительной системе и который используется для управления поведением этой системы
Программа (для ЭВМ) – упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке.
Принцип программного управления может быть осуществлен различными способами. Стандартом для построения практически всех ЭВМ стал принцип, описанный Дж. фон Нейманом в 1945 г. при построении еще первых образцов ЭВМ. Суть его заключается в следующем.
Все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд. Каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения (адреса) операндов и ряд служебных признаков.
Операнды – переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных. Список (массив) всех переменных (входных данных, промежуточных значений и результатов вычислений) является еще одним неотъемлемым элементом любой программы.
Для доступа к программам, командам и операндам используются их адреса. В качестве адресов выступают номера ячеек памяти ЭВМ, предназначенных для хранения объектов. Информация (командная и данные: числовая, текстовая, графическая и т.п.) кодируется двоичными цифрами 0 и 1. Поэтому различные типы информации, размещенные в памяти ЭВМ, практически неразличимы, идентификация их возможна лишь при выполнении программы, согласно ее логике, по контексту.
Каждый тип информации имеет форматы - структурные единицы информации, закодированные двоичными цифрами 0 и 1. Обычно все форматы данных, используемые в ЭВМ, кратны байту, т.е. состоят из целого числа байтов.
Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, называется полем. Например, в каждой команде программы различают поле кода операций, поле адресов операндов. Применительно к числовой информации выделяют знаковые разряды, поле значащих разрядов чисел, старшие и младшие разряды.
Последовательность, состоящая из определенного принятого для данной ЭВМ числа байтов, называется словом. Для больших ЭВМ размер слова составляет четыре байта, для ПЭВМ - два байта. В качестве структурных элементов информации различают также полуслово, двойное слово и др.
История развития вт (эвм)
Рассмотрим развитие вычислительной техники с точки зрения структурной схемы построения и элементной базы.