2. Организация классы архитектур эвм. Организация функционирования эвм с магистральной структурой

Архитектура «Звезда» здесь ЦУ соединено непосредственно с ВУ и управляет их работой. (ранние модели машин).

Классическая архитектура фон Неймана. – одно арифметико-логическое устройство (АЛУ) и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд (программа). Это однопроцессорный компьютер. Вычислительная машина включает пять базовых компонент и состоит из следующих типов устройств:

• Центральный процессор (ЦП, CPU),включающий АЛУ и УУ

• Запоминающие устройства, включающие ОП и внешние ЗУ

• У стройства ввода вывода – внешние (периферийные) устройства (ВУ)

И ерархическая структура – ЦУ соединено с периферийными процессорами, управляющими в свою очередь контроллерами, к которым подключены группы ВУ

Магистральная структура (общая шина) – процессор(ы) и блок(и) ОП взаимодействуют между собой и с ВУ через внутренний канал, общий для всех устройств. (Машины DEC, ПЭВМ, IBM-pc-совместимые)

К этому типу архитектуры относится также архитектура персонального компьютера: функциональные блоки связаны здесь между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.

Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы – шину адреса, шину данных и шину управления.

Периферийные устройства подключаются к компьютеру через контроллеры – устройства управления периферийными устройствами.

Контроллер – устройство, которое связывает периферийное оборудование и/или каналы связи с ЦП, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.

Все архитектурные элементы базируется на следующих схемных элементах и базовых узлах:

• Память обычно использует возможности и свойства триггеров и его аналогов;

• Счетчик(регистр) адреса команд

• Сумматор

• Дешифратор команд

3. Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности.

Алгебра логики – это математический аппарат, с помощью которого записывают, вычисляют, упрощают и преобразовывают логические высказывания.

Создателем алгебры логики является английский математик Джордж Буль (19 век), в честь которого она названа булевой алгеброй высказываний.

Логическое высказывание – это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно.

Например, предложение «6 – четное число» - высказывание, так как оно истинное. Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два: 1 и 0.

Логический элемент компьютера — это часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др. (называемые также вентилями), а также триггер. С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.

Базовые логические элементы И, ИЛИ, НЕ

Схема И реализует конъюнкцию (логическое умножение) двух или более логических значений. 

	Эл. схема	Таблица истинности
		х	y	х и у
		0	0	0
		0	1	0
		1	0	0
		1	1	1

Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет нуль, на выходе также будет нуль. Связь между выходом z этой схемы и входами х и у описывается соотношением z = х ^ у (читается как «х и у»). Операция конъюнкции на функциональных схемах обозначается знаком & (читается как «амперсэнд»), являющимся сокращенной записью английского слова and.

Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию (логическое сложение) двух или более логических значений.

	Эл. схема	Таблица истинности
		х	y	х или у
		0	0	0
		0	1	1
		1	0	10
		1	1	1

 

Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на ее выходе также будет единица. Знак «1» на схеме — от устаревшего обозначения дизъюнкции как «>=!» (т.е. значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1). Связь между выходом z этой схемы и входами х и у описывается соотношением z = х или у.

Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания.

	Таблица истинности  х не х 0 1 1 0

Связь между входом х этой схемы и выходом можно записать соотношением Z = , где х читается как «не х» или «инверсия. Если на входе схемы 0, то на выходе 1. Когда на входе 1 на выходе 0.