ВВЕДЕНИЕ

Современные ЭВМ используются для решения широкого круга задач, которые в большинстве своем не являются чисто вычислительными. Но появились ЭВМ в процессе развития и совершенствования различных устройств, предназначавшихся для выполнения вычислений. На протяжении длительного периода времени – от механических счетных приспособлений XVII века до электронных вычислительных машин середины прошлого столетия – основными операциями, на реализацию которых ориентировались эти средства, были четыре действия арифметики.

С выполнением арифметических операций тесно связано понятие алгоритма. Сначала под алгоритмом понимались правила выполнения арифметических действий, затем комбинация этих действий, позже – описания более сложных процедур, например нахождение наибольшего общего делителя двух многочленов. В такой трактовке предполагается последовательный характер выполнения определяемых алгоритмов операций. Объясняется это первоначальной ориентацией алгоритма на единственного вычислителя-человека, который в каждый момент времени может производить только одну операцию. Последовательный характер алгоритма отразился и в строгих математических определениях этого термина, связанный с работами Э. Поста, А. Тьюринга, А.А. Маркова.

Логическим следствием такого подхода явилось построение вычислительной машины, моделирующей процесс выполнения алгоритма одним вычислителем, чему в немалой степени способствовала высокая стоимость и большие габариты схем конца 40-х годов прошлого столетия. Наиболее подробное описание модели такой вычислительной машины было дано в работах Дж. фон Неймана, а сама модель, названная архитектурой (структурой) фон Неймана, легла в основу построения ЭВМ первого, второго и, в значительной мере, третьего и четвертого поколений.

Развитие полупроводниковой технологии и применение систем обработки информации в тех сферах, где в наибольшей мере проявились ограничения традиционной архитектуры ЭВМ, привело к формулировке ряда новых принципов организации ЭВМ, основой которых можно считать модель коллектива вычислителей, разработанную Э.В. Евреиновым [5]. Многие из этих принципов предполагалось реализовать в ходе работ по созданию вычислительных систем пятого поколения [12].

В настоящем пособии рассматриваются методы организации устройств управления ЭВМ с традиционной архитектурой.

При изложении материала учитывалось, что к моменту изучения курса "Организация ЭВМ и систем" студентам известны основные положения дисциплин "Теория алгоритмов” “Прикладная теория цифровых автоматов", "Программирование" и ряд других дисциплин специальности 2201.