2.Принцип фон Неймана.

Архитектура фон Неймана (англ. von Neumann architecture) — широко известный принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такого рода часто обозначают термином «машина фон Неймана», однако соответствие этих понятий не всегда однозначно. В общем случае, когда говорят об архитектуре фон Неймана, подразумевают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

В 1946 году трое учёных — Артур Бёркс (англ. Arthur Burks), Герман Голдстайн и Джон фон Нейман — опубликовали статью «Предварительное рассмотрение логического конструирования электронного вычислительного устройства». В статье обосновывалось использование двоичной системы для представления данных в ЭВМ (преимущественно для технической реализации, простота выполнения арифметических и логических операций — до этого машины хранили данные в десятичном виде), выдвигалась идея использования общей памяти для программы и данных. Имя фон Неймана было достаточно широко известно в науке того времени, что отодвинуло на второй план его соавторов, и данные идеи получили название «принципы фон Неймана».

Принцип двоичного кодирования 

Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов (двоичных цифр, битов) и разделяется на единицы, называемые словами.

Принцип однородности памяти 

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

Принцип адресуемости памяти 

Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к хранящимся в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.

Принцип последовательного программного управления 

Предполагает, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

Принцип жесткости архитектуры 

Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фон-неймановских.

3.Внутренние устройства пэвм.

На системной плате ПК находятся: микропроцессор, системная шина, генератор тактовых импульсов, блоки (микросхемы) ОЗУ и ПЗУ, адаптеры клавиатуры, контроллеры НЖМД, НГМД и компакт дисков, дополнительные устройства и др. Процессор – является главной частью ЭВМ, реализующей процесс переработки информации.  Он предназначен для управления работой всех устройств (узлов) компьютера, а также для выполнения арифметических и логических операций над информацией.  В электронно-вычислительных машинах это специальный блок, а в персональных компьютерах - специальная микросхема, которая выполняет все вычисления в компьютере. Даже если компьютеры принадлежат одной аппаратной платформе, они могут различаться по типу используемого процессора.Процессор включает: арифметико-логическое устройство, устройство управления, математический сопроцессор, микропроцессорную память и интерфейсную систему микропроцессора.

Арифметическо-логическое устройство – выполняет арифметические и логические операции над числами, полученными из оперативного запоминающего устройства (сложение, вычитание, умножение, деление чисел, а также сравнение чисел, сдвиг и др.).  Устройство управления – предназначено для автоматического управления работой всех частей ЭВМ в соответствии с заданной программой.  МПП представляет собой микропроцессорную память.

Запоминающее устройство предназначено для приема, хранения и выдачи управляющей информации (программы), исходных данных, промежуточных и конечных результатов вычислений.  Внутренняя память ПК (основная память) включает ПЗУ, ОЗУ и Кэш.  Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) служит для хранения программной и справочной информации и позволяет оперативно ее считывать (изменять информацию в ПЗУ нельзя).  Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для приема, хранения и выдачи команд программы, исходных числовых данных, а также промежуточных и конечных результатов расчетов. Оно представляет собой совокупность ячеек определенной разрядности к содержимому которых можно обращаться путем указания их адресов.  Сверхбыстродействующая КЭШ-память используется в качестве буфера между процессором и менее быстродействующей оперативной памятью для ускорения доступа к ней.

Системная шина является основной интерфейсной системой компьютера.  Она включает кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда и кодовую шину адреса (КША), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства.  Часто системную шину условно делят на:  1) шину процессора (соединяет CPU, например, с основной системной шиной и внешней Кэш, работает на тактовой частоте процессора и является самой быстрой шиной),  2) шину памяти (служит для передачи информации между CPU и оперативной памятью, однако скорость передачи информации по ней гораздо меньше чем у шины процессора),  3) шину адреса (физически является частью шины процессора,  4) шину ввода-вывода (для взаимодействия CPU с периферией).