9635

Понятие о принципах работы ЭВМ. Понятие о программном управлении работой компьютера

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Понятие о принципах работы ЭВМ. Понятие о программном управлении работой компьютера. В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужну...

Русский

2013-03-14

49 KB

9 чел.

Понятие о принципах работы ЭВМ. Понятие о программном управлении работой компьютера.

В основу архитектуры современных персональных компьютеров положен магистрально-модульный принцип. Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между устройствами.

Магистраль включает в себя три многоразрядные

  •  шины: шину данных, 
  •   шину адреса 
  •  и шину управления. 

Шины представляют собой многопроводные линии.
Шина данных. По этой шине данные передаются между различными устройствами. Например, считанные из оперативной памяти данные могут быть переданы процессору для обработки, а затем полученные данные могут быть отправлены обратно в оперативную память для хранения. Таким образом, данные по шине данных могут передаваться от устройства к устройству в любом направлении.
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора, т.е. количеством двоичных разрядов, которые процессор обрабатывает за один такт. Разрядность процессоров постоянно увеличивалась по мере развития компьютерной техники.

Магистрально-модульное устройство компьютера

Шина адреса. Выбор устройства или ячейки памяти, куда пересылаются или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор. Каждое устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес. Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).
Разрядность шины адреса определяет адресное пространство процессора, т.е. количество ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные адреса. Количество адресуемых ячеек памяти можно рассчитать по формуле:

N =2I , где I — разрядность шины адреса.

Разрядность шины адреса постоянно увеличивалась и в современных персональных компьютерах составляет 32 бит. Таким образом, максимально возможное количество адресуемых ячеек памяти равно:

N == 232 = 4 294 967 296.

Шина управления. По шине управления передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют какую операцию считывание или запись информации из памяти нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т.д. 

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.

  1.  Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной последовательности.
    Выборка программы из памяти осуществляется с помощью
    счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».
    Таким образом,
    процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
  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. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
    Это открывает целый ряд возможностей. Например,
    программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм).
    Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны
    методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.
  3.  Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
    Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.
    Компьютеры, построенные на перечисленных принципах, относятся к типу
    фон-неймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т. е. они могут работать без счетчика команд, указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам необязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не фон-неймановскими.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20048. Нарезание зубчатых колес методом копирования 48.5 KB
  Метод копирования заключается в том что профиль зуба инструмента соответствует профилю впадины колеса. Колеса нарезают на универсальнофрезерных станках. Сущность: Долбятся одновременно все впадины колеса.
20049. НАРЕЗАНИЕ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА МЕТОДОМ ОБКАТКИ ТЕХНОЛОГИЯ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ 46.5 KB
  колес червячного колеса и колеса зубч. колеса и рейки с наложением некоторых доп. возможность одним инстром обрабатывать колеса с разным числом зубьев колеса с одним модулем.
20050. Зубоотделочные операции: шлифование, шевингование, хонингование, притирка, приработка 62.5 KB
  Шлифование. Шлифование методом копирования осуществляют шлифовальным кругом профиль которого соответствует профилю впадины м д зубьями. Шлифование производят последовательно т.
20051. Изготовление пластин и мостов. Методы обработки плоскостей. Методы получения отверстий 25.5 KB
  Методы получения отверстий.: точность размеров точность расположения отверстий относительно друг друга соосность сопряжённых поверхностей двух пластин или пластины и моста Пластины и мосты изготавливают из конструкционной стали 20 45 латуни Л62 ЛС591 алюмин. обработка плоскостей изготовление основных отверстий изготовление крепёжных отверстий изготовление уступов канавок и различных углублений снятие заусенцев и покрытий. Методы получения отверстий в...
20052. Электрохимический метод нанесения покрытий. Виды гальванических покрытий. Термодиффузионный способ. Металлизация распылением. Контроль качества покрытий 34 KB
  Виды гальванических покрытий. Контроль качества покрытий. Для получения металлических покрытий детали на специальных подвесках или приспособлениях подвешивают на катодную штангу.
20053. ХАРКТЕРИСТИКА ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ. ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ 54 KB
  Лакокрасочные покрытия Покрытия которые образуются в результате плёнкообразования высыхания лакокрасочных материалов нанесённых на поверхность изделий. Существуют также лакокрасочные покрытия специального назначения электроизоляционные флуоресцентные термоиндикаторные термостойкие бензо и маслостойкие и др. По внешнему виду покрытия делятся на: гладкие однотонные высокоглянцевые глянцевые полуглянцевые матовые глубокоматовые; гладкие рисунчатые молотковые ...
20054. Сборка неразъемных соединений. Продольно-прессовые и поперечно-прессовые соединения. Соединения с натягом, собираемые с применением вибрационно-импульсного воздействия 49 KB
  Продольнопрессовые и поперечнопрессовые соединения. Соединения с натягом собираемые с применением вибрационноимпульсного воздействия. Принцип сборки прессовые соединения основан на деформации сопрягаемых деталей. Прессовые соединения м.
20055. Сборка неразъемных соединений. Клепаные соединения. Соединения завальцовкой. Сварные и паяные соединения 164 KB
  Клепаные соединения. Соединения завальцовкой. Сварные и паяные соединения. Клеевые соединения.
20056. Сборка разъемных соединений. Резьбовые соединения. Конические соединения. Шпоночные соединения 22.5 KB
  Резьбовые соединения. Конические соединения. Шпоночные соединения. К резьбовым соединениям относятся: резьбовое соединение двух деталей болтовое шпилечное винтовое самоформируещиеся соединения.