Функциональная схема эвм
Устройство управления и синхронизации включает в себя:
Устройство управления – контроль тристабильных вентилей.
устройство синхронизации
Т.е. Это устройство контролирует все взаимодействия, возникающие между различными частями ЭВМ. Для временного хранения ланных устройство управления может использовать набор регистров. Регистр, в котором хранится код выполняемой команды называется регистром команд. Хранится КОП, операнд источник, операнд приемник.
Сюда также относится счетчик команд – PC.
Арифметическое логическое устройство АЛУ. Аккумулятор, так же относится к алу. Устройство, способное выполнять арифметические и логические операции.
Устройства ввода-вывода. Точка сопряжения внешних устройств с МП, называется портом.
Система связи – Шина Данных, Шина Адреса, Шина Управления.
Если ЦП, память и порты находятся на одном кристалле, то называется ОМЭВМ – однокристальная микроЭВМ.
Понятие об архитектуре микропроцессоров.
Архитектура – совокупность аппаратурных, программных и микропрограммных средств, рассматриваемых с точки зрения пользователя-программиста.
Архитектура - логическая организация и структура аппаратных ресурсов вычислительной системы и программного обеспечения. Это фундаментальная схема и функциональное описание требований и реализации основных узлов ЭВМ. В основе архитектуры лежит организация памяти и способы её адресации.
Принстонская - архитектура фон Неймана. Используется в современных персональных компьютерах Программы и данные хранятся совместно в памяти.
В общем случае – отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.
Принципы фон Неймана:
Программного управления – программа состоит из набора команд, выполняющихся друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти – для программ и для данных. Одна и та же кодировка – двоичная, можно выполнять действия и над теми и над этими.
Принцип адресуемости памяти. Память состоит из пронумерованных ячеек, процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Гарвардская
Раздельное хранение в памяти программ и данных.
Классическая гарвардская архитектура: физическое разделение линий передачи команд и данных.
+ Одновременная пересылка данных и команд приводит к увеличению быстродействия
- Затраты на выделение дополнительных линий.
Модифицированная гарвардская архитектура.
Общая шина данных и шина адреса для всех внешних данных, а внутри используется шина данных, шина команд и две шины адреса.
Решает проблему высокой стоимости. Исползуется в современных DSP.
В современных микроКонтроллерах – однокристальных ЭВМ одна шина адреса и данных применяется и внутри кристалла – надежность, котрая достигается невозможностью случайного стирания программ в процессе выполнения.
Разделение шин достигается при помощи раздельных управляющих сигналов – чтения, записи, выбора области памяти.
Расширенная гарвардская архитектура.
Использование кэш памяти для хранения инструкции, по двум шинам передаются операнды одновременно. Sharc.