Фон неймановская архитектура

Рисунок 1Фоннеймановская архитектура

Типичная фон Неймановская вычислительная машина содержит: основную память, вторичную память, устройство управления, арифметико-логическое устройство, устройство ввода\вывода.

В любой вычислительной машине есть периферийные устройства, предназначенные для ввода\вывода информации. Связь и взаимодействие вычислительной машины и периферийных обеспечивают порты ввода и порты вывода, которые в совокупности образуют устройства ввода\вывода информации или модули ввода\вывода информации.

Введенная информация сначала запоминается в основной памяти, а затем переносится во вторичную память для длительного хранения, чтобы программа могла выполняться, команды и данные должны располагаться в основной памяти. Основная память должна состоять из ОЗУ.

В машине возможны два способа адресации: адресация по младшему байту или адресация по старшему байту. Для долговременного хранения больших программ и данных используется вторичная память. Информация хранится в виде специальных программно-поддерживаемых объектов-файлов.

Устройство управления (УУ) – часть вычислительной машины, организующая автоматическое выполнение команд и обеспечивающая функционирование вычислительной машины как единой системы. Пересылка информации между любыми элементами вычислительной машины инициализируется сигналом управления. Основной функцией УУ является формирования управляющих сигналов, отвечающих за извлечение команд из памяти в порядке, определяемым программой и последующее исполнение этих команд.

АЛУ – обеспечивает арифметическую и логическую обработку входных переменных, формируя результат. Помимо результата АЛУ формирует ряд признаков (флаги), которые анализируются УУ с целью принятия решения о дальнейшей последовательности выполнения команд программы.

15.09.2011

Типы структур вычислительных машин и систем

Структура вычислительных машин. В настоящее время получили распространение два способа построения вычислительных машин с непосредственными связями и на основе шин. Недостатком архитектуры с непосредственными связями является наличие узких мест. В варианте с общей шиной все устройства вычислительной машины подключены к магистральной шине, служащие единственным трактом для потока команд данных и управления. Наличие общей шины позволяет легко менять состав и конфигурацию машины. Недостаток заключается в том, что в каждый момент времени информацию по шине может передавать только одно устройство, основную нагрузку на шину задают процессы обмена между процессором и памятью. Для исправления недостатков архитектуры с непосредственными связями и архитектуры с общей шиной предназначена архитектура с иерархией шин, где помимо магистральной шины имеется несколько дополнительных. Они могут обеспечивать непосредственную связь между устройствами с наиболее интенсивным обменом.

Рисунок 2ЭВМ с общей шиной

В вычислительных системах предполагается наличие множества процессоров или законченных вычислительных машин, при объединении которых используется один из трех подходов: вычислительная система с общей памятью, распределенная система.