1.4 Структуры эвм

1.4.1 Обобщенная структура эвм

Обобщенная структура ЭВМ приведена на рисунке 1.1. В состав ЭВМ входят: запоминающие устройства (ЗУ), процессор, устройства ввода и вывода (УВВ).

Процессор предназначен для обработки информации и управления ЭВМ в целом. Он состоит из 2-х частей: УУ - устройство управления (управляющий автомат), и АЛУ - арифметико-логическое устройство (операционный автомат). Обработку информации процессор осуществляет под управлением программы, хранящейся в запоминающем устройстве (ЗУ), которое является памятью ЭВМ.

Рисунок 1.1- Обобщенная структура ЭВМ

Память вычислительной машины является многоуровневой и состоит из оперативной памяти (ОП) и внешней памяти (ВП или ВЗУ). Оперативная память является основной памятью машины. При выключенном питании информация в ОП не сохраняется, поэтому для выполнения программы ее копия и необходимых для нее данных загружаются перед началом работы из внешней памяти. Внешняя память хранит программы и данные все время их существования, т.е. до момента их удаления пользователем с внешней памяти.

Устройства ввода предназначены для ввода программ и данных в ЭВМ, а также для осуществления запуска программ на обработку пользователем. Устройства вывода используются для выдачи результатов выполнения программ пользователю в виде текстовых, графических документов или в ином виде.

Все устройства ЭВМ соединены с процессором с помощью связей (шин), показанных на рисунке линиями со стрелками. Однако реальное соединение устройств значительно отличается от расположения их в обобщенной структуре. Так внешняя память функционально относится к памяти ЭВМ, но электрически подключается подобно устройствам ввода-вывода, с которыми она образует единое пространство, называемое периферией.

От структурной организации, т.е. от того, какие устройства входят в состав ЭВМ и как они соединены между собой, зависят многие её качества. При самом общем подходе можно говорить о двух типах структур, одна из которых основана на использовании единственной общей шины, другая на множестве шин (иерархии шин).

1.4.2 Структура эвм на основе общей шины

При организации ЭВМ на основе общей шины (ОШ) взаимодействие между ее устройствами осуществляется через общую шину, к которой подключены все устройства, входящие в состав ЭВМ- процессор, ОП, устройства ввода – вывода (УВВ) и внешние запоминающие устройства (ВЗУ).

Рисунок 1.2 - Структура ЭВМ на основе ОШ

Взаимодействие между всеми устройствами ЭВМ осуществляется в режиме разделения времени общей шины (т.е. поочередно). Общая шина не обеспечивает высокой пропускной способности, что ограничивает число подключаемых устройств и общую производительность ЭВМ. Однако простота реализации обеспечили широкое использование такой структуры в ранних мини-ЭВМ и персональных компьютерах, а также в контроллерах - небольших специализированных микропроцессорных системах, предназначенных для управления производственными и бытовыми устройствами и приборами.