Слайд 33
История
В 30-х годах правительство США поручило Гарвардскому и Принстонскому университетам разработать архитектуру компьютера для военно-морской артиллерии. Победила разработка Принстонского университета (более известная как архитектура фон Неймана, названная так по имени разработчика, первым предоставившего отчет об архитектуре), так как она была проще в реализации. Гарвардская архитектура не использовалась вплоть до конца 70-х годов
Классическая гарвардская архитектура
Типичные операции (сложение и умножение) требуют от любого вычислительного устройства нескольких действий: выборку двух операндов, выбор инструкции и её выполнение, и, наконец, сохранение результата. Идея, реализованная Эйкеном, заключалась в физическом разделении линий передачи команд и данных.
Модифицированная гарвардская архитектура
Соответствующая схема реализации доступа к памяти имеет один очевидный недостаток — высокую стоимость. При разделении каналов передачи адреса и данных накристалле процессора последний должен иметь в два раза больше выводов. Способом решения этой проблемы стала идея использовать общую шину данных и шину адреса для всех внешних данных, а внутри процессора использовать шину данных, шину команд и две шины адреса. Такую концепцию стали называть модифицированной Гарвардской архитектурой.
Именно такой подход применяется в современных сигнальных процессорах. Еще дальше по пути удешевления стоимости пошли при создании однокристалльных ЭВМ — микроконтроллеров. В них одна шина адреса и данных применяется и внутри кристалла. В этих микросхемах более важным параметром является не быстродействие, а надежность работы устройства. Надежность достигается невозможностью случайного стирания программы в процессе ее выполнения.
Существуют гибридные модификации архитектур, сочетающие некоторые достоинства как Гарвардской, так и фон-Неймановской архитектур. Например, современные варианты процессоров ARM, как правило, обладают раздельной кэш-памятью для инструкций и данных, что позволяет им за один такт получать одновременно как команду, так и данные для её выполнения, то есть процессорное ядро, формально, является гарвардским, но с программной точки зрения выглядит как фон-Неймановское, что упрощает написание программ.
Первым компьютером, в котором была использована идея гарвардской архитектуры, был Марк I. Гарвардская архитектура используется в ПЛК и микроконтроллерах, таких, какAtmel AVR, Intel 4004, Intel 8051.
Слайд 34
Конструктивно ПК состоит из следующих элементов
Слайд 35
МП – микропроцессор
АЛУ – Арифметико-логическое устройство
МПП – микропроцессорная память
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство
ГТИ – генератор тактовых импульсов
БП – блок питания
НЖМД – накопитель на жестких магнитных дисках
НГМД – накопитель на гибких магнитных дисках
НОД – накопитель на оптических дисках
Слайд 36
Постоянные ЗУ (ПЗУ), содержание которых не может быть изменено конечным пользователем (например, CD-ROM). ПЗУ в рабочем режиме допускает только считывание информации.
Записываемые ЗУ, в которые конечный пользователь может записать информацию только один раз (например, CD-R).
Многократно перезаписываемые ЗУ (например, CD-RW).
Оперативные ЗУ (ОЗУ) обеспечивает режим записи, хранения и считывания информации в процессе её обработки. Быстрые, но дорогие ОЗУ (SRAM) строят на триггерах, более медленные, но дешёвые разновидности ОЗУ — динамические ЗУ (DRAM) строят на конденсаторах. В обоих видах ЗУ информация исчезает после отключения от источника тока.