14. Что такое архитектура компьютера? Два основных вида архитектур, в чем разница между ними. Достоинства и недостатки обеих.

Архитекту́ра компью́тера — это модель компьютерной системы, воплощённая в её компонентах, их взаимодействии между собой и окружением, включающая также принципы её проектирования и развития.

Виды: Гарвардская и Архитектура Фон Неймана.

Их основное отличие заключалось в том, что архитектура фон Неймана использовала единую память (общую шину данных), а гарвардская предполагала наличие нескольких шин (в оригинале две: шина данных и шина команд).

Основным преимуществом такого подхода является его гибкость, так как для изменения программы достаточно просто загрузить новый код в соответствующую область памяти.

Огромным преимуществом фон-неймановской архитектуры является ее простота, поэтому данная концепция легла в основу большинства компьютеров общего назначения. Однако использование общей шины означает, что в любой момент времени может выполняться только одна операция. Эта особенность называется фон-неймановским узким местом.

Фоннеймановская архитектура более экономно расходует аппаратные ресурсы, а гарвардская позволяет реализовать большее быстродействие.

15. Что такое шина в процессоре? Какие бывают шины? На что влияет разрядность шины?

Шина процессора - линии связи, по которым данные передаются из процессора в память и обратно.

Шины бывают параллельными (данные переносятся потактово словами: каждый бит — отдельным проводником) и последовательными (биты данных переносятся поочерёдно по каналу, например, паре проводников).

Большинство компьютеров имеет как внутренние, так и внешние шины. Внутренняя шина подключает все внутренние компоненты компьютера к материнской плате. Внешняя шина подключает внешнюю периферию к материнской плате.

16. Какие существуют основные модули процессора? Их описание и назначение?

АЛУ – арифметико-логическое устройство - выполняет все арифметические (сложение, вычитание, умножение, деление) и логические (конъюнкция, дизъюнкция и др.) операции над целыми двоичными числами и символьной информацией.

УУ – устройство управления - выполняет команды, поступающие в МП в следующей последовательности

Регистры – это быстродействующие ячейки памяти различного размера. Основные регистры можно разделить на 4 группы:

РОН - Регистры общего назначения

СР - Сегментные регистры -используются для хранения начальных адресов полей памяти.

РС - Регистры смещений предназначены для хранения относительных адресов ячеек памяти внутри сегментов.

РФ - Регистр флагов - содержит одноразрядные флаги, управляющие выполнением программы в ЭВМ. Флаги принимают значения 0 или 1.

ИМП – интерфейс микропроцессора - предназначен для связи и согласования МП с системной шиной ЭВМ.

УС – устройство синхронизации - определяет дискретные интервалы времени – такты работы МП между выборками очередной команды. Частота, с которой осуществляется выборка команд, называется тактовой частотой.

ДК – Дешифратор команд - Анализирует команды в целях выделения операндов и адресов, по которым размещаются результаты.

17. Стадии выполнения команд процессором? Описать цикл работы процессора.

• Выборка команды. Блок управления извлекает команду из памяти (из очереди команд), копирует ее во внутреннюю память процессора и увеличивает значение счетчика команд на длину этой команды.

• Декодирование команды. Блок управления определяет тип выполняемой команды, пересылает указанные в ней операнды в АЛУ и генерирует электрические сигналы управления АЛУ.

• Выборка операндов. Если в команде используется операнд, расположенный в оперативной памяти, то блок управления начинает операцию по его выборке из памяти.

• Выполнение команды. АЛУ выполняет указанную в команде операцию, сохраняет полученный результат в заданном месте и обновляет состояние флагов, по значению которых программа может судить о результате выполнения команды.

• Запись результата в память. Если результат выполнения команды должен быть сохранен в памяти, блок управления начинает операцию сохранения данных в памяти.

• Возврат к п.1