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

82584. Прогнозирование технико-экономических показателей в результате реализации проекта по охране и рациональному использованию водных ресурсов 127.98 KB
  Годовой выпуск продукции в натуральном выражении определяется производственной мощностью ведущего оборудования. Производственная мощность – это максимально возможный объём производства продукции на данном оборудовании при наиболее благоприятных технических, технологических и организационных условиях.
82585. Основные направления изучения поведения животных в природе 107.5 KB
  Дарвин останавливаясь на инстинктивной деятельности животных указывал на естественный отбор как на направленную причину ее возникновения и развития. Подойдя к сложному и наиболее запутанному вопросу поведения животных Дарвин применяет к нему те же категории какие применялись к признакам строения животного.
82586. Франклин Делано Рузвельт – неординарный, гибкий политик 34.9 KB
  Исключительно великовата роль Рузвельта в формировании и осуществлении так называемого нового курса внутри державы курса демократической направленности сыгравшего выдающуюся роль в стабилизации финансовой и общественной ситуации в стране во время после глубочайшего экономического кризиса...
82587. Технология разработки и использование творческих заданий в обучении 42.31 KB
  Задачи обучения, развития и воспитания учащихся в средней школе направлены по большому счету на то, чтобы воспитать личность, способную адаптироваться в быстро меняющихся условиях жизни и способную одновременно изменять эти условия. Первая задача относится к проблеме развития интеллекта ученика...
82588. Тормозная система 132.23 KB
  Второе назначение тормозной системы удержание автомобиля в неподвижном состоянии относительно дорожного покрытия на время стоянки. По способу привода в действие тормозные системы подразделяются на: Гидравлические Пневматические Механические Электромеханические Электропневматические ...
82589. Тракторы МТЗ-80 «Беларус» и МТЗ-82 «Беларус» 1.02 MB
  Введение МТЗ80 Беларус и МТЗ82 Беларус - марка универсально-пропашных колёсных тракторов выпускаемых Минским тракторным заводом с 1974 года по настоящее время в 2000-х годах под маркой Беларус 80 и Беларус 82. Тракторы МТЗ 80 и МТЗ 82 являются глубокой модернизацией выпускавшихся ранее...
82590. Философия экзистенциализма 24.39 KB
  Поскольку экзистенция есть осознание человеком своей конечности временности то основной характеристикой бытия является время. Но внутреннее переживание человеком будущего есть не что иное как страх смерти осознание человеком своей конечности.
82591. Этапы развития цитологии 49.38 KB
  Микроскоп - это, вероятно, самый широко распространенный инструмент биолога. Микроскоп внёс в биологию много нового и специфического, с его помощью был создан особый раздел науки о жизни-цитология. Благодаря ему была открыта новая область видения: микроскоп, как нередко говорят, «сделал доступным наблюдению новый мир».
82592. Ценовая политика фирмы 37.27 KB
  Нас со всех сторон окружают цены. Для того чтобы продать свой товар или услугу на рынке производитель должен назначить на них цены которые были бы приемлемы покупателям иначе их невозможно будет удачно продать на рынке.