Понятие архитектуры, организации и реализации эвм

Архитектура - это множество ресурсов ЭВМ, доступных пользователю на логическом уровне, без детализации способов взаимодействия процессоров, устройств памяти, внешних устройств и программных средств.

Организация - это способы распределения функций, установления связи и взаимодействия процессоров, устройств памяти и внешних устройств, используемые для реализации возможностей, заложенных в архитектуре. При изучении организации рассматривают:

• представление и формат данных;

• уровни памяти и их взаимодействие;

• состав и формат машинных команд;

• систему прерываний;

• способы обмена данными.

Реализация – способы технического исполнения конкретных устройств, линий или шин связи и протоколов взаимодействия между ними.

На уровнях организации и реализации происходит перераспределение функций между аппаратными и программными средствами. Это порождает семейство машин одной архитектуры, но разной производительности.

Методы организации эвм Многоуровневая организация эвм.

В общем случае обработку информации на ЭВМ можно рассматривать в виде иерархической системы уровней, представленных следующей таблицей.

Пользователь данного уровня	УРОВЕНЬ	СОДЕРЖАНИЕ
Постановщик задач, Системный аналитик	Концептуаль ный	Пользовзадает режимы и виды обработки данных, необхо-д для реш задачи
Пользователь ф-ционального ПО, спец в конкретной предметной области	проблеммно-ориентированных ПС	Реш предметных задач готовыми программ сред-ми
Разработчик функциональных программных комплексов, системный архитектор	промежуточного ПО (Middleware)	Технологии разработки программных систем COM, DCOM, CORBA, RMI
Разработчик функциональных программ	интегрированных сред и языков высок уровня (ЯВУ)	Паскаль, СИ, Delphi, С++ Builder, Visual C
Системный программист Прикладной программист	ассемблера	Программирование фрагментов программ высокой эффективности
Системный программист	ОС	Обеспечение выполнения привилегированных команд
Программист/Электронщик	машинных команд	Цифровое кодирование и представл команд
Программист/Электронщик	микрокоманд	Описание набора элементар операц ,реализующих машинн команды
Электронщик	межрегистровых передач	Реализац операц на уровне пересылок между регистрами
Электронщик-технолог	вентилей	Технолог уровень ,устройства машины представляются в виде интеграл схем

Достоинства такого представления ЭВМ:

• Каждый верхний уровень интерпретируется одним или несколькими нижними уровнями;

• Каждый из уровней можно проектировать независимо;

• Чем ниже уровень, на котором реализуется программа, тем более высокая производительность достижима;

• Модификация нижних уровней не влияет на реализацию верхних.

Понятие семантического разрыва между уровнями

Преобразование операторов языков высокого уровня в машинный код или в микрокоманды требует от транслятора, во-первых, умения распознать операторы и команды различных уровней и, во-вторых, для любого оператора языка высокого уровня - генерировать десятки или сотни команд низкого уровня. Это приводит к усложнению транслятора, увеличения трудоемкости его разработки, снижению производительности генерируемых программ. Наличие этих проблем называют семантическим разрывом между уровнями. Основным способом его преодоления является специализация машин, при которой операторы проблемно-ориентированных языков могут непосредственно выполняться аппаратными средствами машины и не требовать трансляции.

Примеры: аппаратная реализация графических преобразований; аппаратная реализация операций с векторами и матрицами.