Вопрос 11. Принципы логического устройства эвм.

Кроме архитектуры ЭВМ Нейман предложил основополагающие принципы логического устройства ЭВМ:

• 1.Принцип программного управления. Он обеспечивает автоматизацию процессов вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

• ЦМП состоит из регистров, каждый из которых имеет своё назначение.

• Регистр – специализированная дополнительная ячейка памяти в процессоре. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. ( ЦМП включает сумматор – регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции. Сумматор - вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов; сумматор имеет разрядность двойного машинного слова. )

• Счетчик команд – регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды, он служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти. То есть, с его помощью осуществляется выборка программы из памяти. Этот регистр последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды.

• Регистр команд – регистр УУ для хранения команды на время её выполнения.

• А так как, команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым осуществляется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.

2.Принцип условного перехода:

• При выполнении программы возможен переход к той или иной команде в зависимости от промежуточных результатов вычислений; это допускает создание циклов. Т.е. если нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой – то другой, используются команды условного или безусловного переходов. Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

Обмен И между ЦМП И ОП

1. 

   ОЗУ

   из ячейки памяти, адрес которой хранится в счетчике команд, выбирается очередная команда; содержимое счетчика команд при этом увеличивается на длину команды;

2. выбранная команда передается в УУ на регистр команд;

3. устройство управления расшифровывает адресное поле команды;

4. по сигналам УУ операнды считываются из памяти и записываются в АЛУ на специальные регистры операндов;

5. УУ расшифровывает код операции и выдает в АЛУ сигнал выполнить соответствующую операцию над данными;

6. результат операции либо остается в процессоре, либо отправляется в память, если в команде был указан адрес результата.

3. Принцип однородности памяти

• Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что храниться в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

• Иногда этот принцип называют «принцип хранимой команды или И». И это отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатом вычислений. Команды как и операнды представляются в машинном коде и хранятся в ОЗУ. При работе команды обрабатываются устройством УУ ЦМП, а операнды -- АЛУ.