65. Структура и принципы построения эвм.

Принципы:

В основу архитектуры большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. аме­риканским ученым Джоном фон Нейманом в отчете по ЭВМ EDVAC:

1. принцип программного управления — из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняют­ся процессором автоматически друг за другом в определен­ной последовательности.

2. принцип однородности памяти — программы и данные хра­нятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда.

3. принцип адресности – Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Структура:

ЭВМ классической архитектуры фон Неймана состоит из пяти основных функциональных блоков:

- арифметическо-логического устройства (АЛУ);

- устройства управления (УУ);

- запоминающего устройства (ЗУ);

- устройства ввода (УВв);

- устройства вывода (УВыв).

Рис. Структурная схема ЭВМ архитектуры фон Неймана.

______ данные и команды

--------- управляющие сигналы.

Арифметическо-логическое устройство и устройство управления составляют сов­местно процессор (Пр).

Процессор — основная часть электронно-вычислительной машины, непосредственно осуществляющая процесс обработки данных и управляющая ее работой.

а) Арифметическо-логическое устройство — функциональная часть процессора выполняющая арифметические и логические действия над данными и предназначенная для выполнения арифметических и логических операций над кодами чисел и команд. В него входит сумматор, ряд регистров, логические схемы и элементы управления. С помощью этих узлов можно складывать_, вычитать, умножать и делить числа.

б) Запоминающее устройство предназначено для хранения введен­ной информации, программы вычислений и промежуточных резуль­татов вычислений. В память ЭВМ записывается и программа решении задачи. Программа состоит из последовательности команд (операций), которые необходимо выполнить для решения определенном задачи. Команда содержит адреса чисел в ячейках памяти, а также указание, какую операцию нужно произвести над этими числами.

Команда представляется в виде цифрового набора и состоит из кодовой и ад­ресной частей.

Кодовая часть (код операции) коман­ды содержит условное обозначение опера­ции, которую должна выполнять машина.

Адресная часть указывает на то, где хра­нится информация, над которой необходимо выполнять данную операцию, и куда на­править результат. По числу адресов в команде различаются трех-, двух- и одноад­ресные машины. В трехадресной команде адреса / и 2 указывают местонахождение операндов (данных) в памяти машины, которые сле­дует выбрать для исполнения операции, оп­ределяемой кодом операции. Адрес 3 ука­зывает номер ячейки памяти, куда необхо­димо послать результат.

в) устройство управления, предназна­ченное для управления цифровой машиной при автоматической работе ее по програм­ме или при ручном управлении с пульта.

Для ввода и вывода информации слу­жат входные и выходные устройства. В процессе решения задачи устройство уп­равления выбирает последовательно из па­мяти команду за командой для исполнения. Исполнение команды протекает в два эта­па. На первом этапе производится выбор­ка команды из запоминающего устройства, а на втором — выбранная команда испол­няется. Как правило, после исполнения коман­ды, выбранной из ячейки с номером k, ис­полняется очередная команда, находящаяся в ячейке с номером At+1 и т. д., до тех пор, пока не выполнятся все команды про­граммы.