4

Крылов Е.В., Типикин Н.Г.

Принципы функционирования эвм учебное пособие

125Крылов ЕВ., Типикин Н.Г. Принципы функционирования ЭВМ. Учебное пособие по курсам «Технология программирования» и «Операционные системы» для заочного отделения. - Обнинск: ИАТЭ, 2002.- 134 с.

В пособии излагаются базовые принципы организации и функционирования ЭВМ. Рассмотрен состав минимальной ЭВМ с шинной организацией, назначение и принципы работы основных функциональных частей ЭВМ, различные способы организации системы шин в ЭВМ. Описаны способы организации обмена данными с внешними устройствами – программно - управляемый обмен, прерывания, обмен данными по прямому доступу. Приведен обзор типичной системы команд ЭВМ, описание основных способов адресации данных и описание форматов данных, применяемых в ЭВМ. Показаны основные принципы построения конвейерных ЭВМ и ЭВМ с канальной организацией.

Илл. 41, библиограф. 4 наим.

Рецензенты: к.т.н., Е.А.Пивненко,

В.Л.Миронович

Темплан 2001 г., поз..

 Обнинский институт атомной энергетики, 2001 г.

 Е.В. Крылов, Н.Г. Типикин, 2001 г.

Введение

В связи со стремительным развитием вычислительной техники, мы сегодня изучаем то, что завтра будет либо не очень нужно, либо совсем не нужно. Чтобы обучение было целенаправленным и целесообразным, нужно выделять фундаментальные элементы образования, исходя из целей обучения. Кафедра АСУ готовит, главным образом, специалистов по информатике, однако значительный процент выпускников кафедры становится профессионалами программирования. Тем и другим нужно точное, без мистики представление о принципах функционирования ЭВМ. Первым это нужно для грамотного использования ЭВМ в качестве инструмента, для других - будущих программистов - это явится введением в специальность.

Желаем успеха!

Дать определение такому явлению как ЭВМ представляется сложным. Достаточно сказать, что само по себе название ЭВМ, т.е. электронные вычислительные машины не отражает полностью сущность концепции. Слово “электронные” подразумевало электронные лампы в качестве элементной базы, современные ЭВМ правильнее следовало бы называть микроэлектронными. Слово “вычислительный” подразумевает, что устройство предназначено для проведения вычислений, однако анализ программ показывает, что современные ЭВМ не более 10 - 15% времени тратят на чисто вычислительную работу - сложение, вычитание, умножение и т. д. Основное время затрачивается на выполнение операций пересылки данных, сравнения, ввода - вывода и т. д. Тоже самое относится и к англоязычному термину “компьютер”, т.е. “вычислитель”.

Громадные возможности накопления информации, скоростные качества поиска и обработки данных, удобные средства модификации сделали ЭВМ уникальным техническим средством организации информационных систем.

К понятию ЭВМ можно подходить с нескольких точек зрения.

Представляется разумным в основном тексте определить ЭВМ с точки зрения ее функционирования. Опишем минимальный набор устройств, который входит в состав любой ЭВМ и, тем самым, определим состав минимальной ЭВМ, сформулируем принципы работы отдельных блоков ЭВМ и принципы организации ЭВМ как системы, состоящей из взаимосвязанных функциональных блоков.

Если же рассматривать ЭВМ как ядро некоторой информационно-вычислительной системы, то полезно показать информационную модель ЭВМ - определив ее в виде совокупности блоков переработки информации и множества информационных потоков между этими блоками. Такую модель мы приведем в приложении. Подобные модели обладают большой универсальностью. Они позволяют описывать как ЭВМ, так и системы, созданные на основе ЭВМ.

ЭВМ нельзя воспринимать только как аппаратные средства. Управление осуществляется с помощью программ. Поэтому составить логичное представление возможно только, если видеть аппаратно-программную совокупность.

Мы будем применять модельный принцип: можно огрублять, но без вранья. Авторы не стремятся описывать детали какой - либо конкретной ЭВМ, приводя, по возможности, общие принципы организации.