презентация. Устройство_ЭВМ. Устройство эвм
 Скачать 328.5 Kb.
|
|
Устройство ЭВМ Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана Принципы фон-Неймана 1) Принцип двоичного кодирования. 2) Принцип программного управления. 3) Принцип однородности памяти. 4) Принцип адресности. 5) Принцип жесткости архитектуры. Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу, вся информация, поступающая в ЭВМ, кодируется с помощью двоичных сигналов. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. 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 адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Принцип жесткости архитектуры. Неизменяемость в процессе работы топологии, архитектуры, списка команд. Архитектура ЭВМ структура памяти ЭВМ; способы доступа к памяти и внешним устройствам; возможность изменения конфигурации компьютера; система команд; форматы данных; организация интерфейса. Структура персонального компьютера Основной цикл работы ЭВМ 1) согласно содержимому счетчика адреса команд, считывается очередная команда программы (ее код обычно заносится на хранение в специальный регистр УУ, который носит название регистра команд); 2) счетчик команд автоматически изменяется так, чтобы в нем содержался адрес следующей команды (в простейшем случае для этой цели достаточно к текущему значению счетчика прибавить некоторую константу, определяющуюся длиной команды); 3) считанная в регистр команд операция расшифровывается, извлекаются необходимые данные и над ними выполняются требуемые действия. Микропроцессор чтение и дешифрацию команд из основной памяти; чтение данных из ОП и регистров адаптеров внешних устройств; прием и обработку запросов и команд от адаптеров на обслуживание ВУ; обработку данных и их запись в ОП и регистры адаптеров ВУ; выработку управляющих сигналов для всех прочих узлов и блоков ПК. Cостав микропроцессора Устройство управления (УУ) Арифметико-логическое устройство (АЛУ) Микропроцессорная память (МПП) Генератор тактовых импульсов. МП типа CISC (Complex Instruction Set Computing) с полным набором команд В рабочих станциях, серверах среднего звена и персональных компьютерах используются процессоры с CISC. МП типа RISC (Reduced Instruction Set Computing) с сокращенным набором команд В настоящее время многие архитектуры процессоров являются RISC-подобными, к примеру, ARM, DEC Alpha, SPARC, AVR, MIPS, POWER и PowerPC. Наиболее широко используемые в настольных компьютерах процессоры архитектуры x86 ранее являлись CISC-процессорами, однако новые процессоры, начиная с Intel 486DX, являются CISC-процессорами с RISC-ядром. Они непосредственно перед исполнением преобразуют CISC-инструкции x86-процессоров в более простой набор внутренних инструкций RISC. За годы после появления архитектуры RISC были реализованы и другие альтернативы — например, VLIW, MISC, OISC, массово-параллельная обработка, систолическая матрица (англ. Systolic array), переконфигурируемые вычисления (англ. Reconfigurable computing), потоковая архитектура (англ. Dataflow architecture). Современные процессоры Основная память (ОП). предназначена для хранения и оперативного обмена информацией с прочими блоками машины. ОП содержит два вида запоминающих устройств: постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) электронное устройство, в котором хранится информация о самом компьютере, а также небольшие по объему, но часто выполняемые программы, например, базовая система ввода-вывода (BIOS). Данные, расположенные в ПЗУ, хранятся постоянно и не пропадают, в отличие от оперативной памяти, при выключении компьютера. Этот тип памяти называют ROM (Read Only Memory) Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Предназначено для хранения переменой информации, т.к. оно допускает изменение своего содержимого в ходе выполнения микропроцессором соответствующих операций. Поскольку в любой момент времени доступ может осуществляться к произвольно выбранной ячейке, этот вид памяти называется памятью с произвольной выборкой – RAM (Random Access Memory) Оперативная память Внешняя память. накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД) накопители на оптических дисках (CD-ROM - Compact Disk Read Only Memory) Мобильные накопители USB Flash Drive Жесткий диск комплект, состоящий из дисковых пластин, покрытых с двух сторон магнитным слоем; электродвигатель, осуществляющий их вращение; магнитные головки, осуществляющие чтение и запись информации с дисков; электронное устройство, управляющее работой всего комплекса. Жесткий диск Материнская плата Системная шина - Это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. кодовую шину данных (КШД), содержащую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда; кодовую шину адреса (КША), включающую провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства; кодовую шину инструкций (КШИ), содержащую провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины; шину питания, имеющую провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания. Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: 1) между микропроцессором и основной памятью; 2) между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств; 3) между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти). Контроллер прерываний Прерывание - временный останов выполнения одной программы в целях оперативного выполнения другой, в данный момент более важной (приоритетной) программы. Контроллер прерываний обслуживает процедуры прерывания, принимает запрос на прерывание от внешних устройств, определяет уровень приоритета этого запроса и выдает сигнал прерывания в МП. МП, получив этот сигнал, приостанавливает выполнение текущей программы и переходит к выполнению специальной программы обслуживания того прерывания, которое запросило внешнее устройство. После завершения программы обслуживания восстанавливается выполнение прерванной программы. Контроллер прерываний является программируемым. Контроллеры (адаптеры) Служат для подключения периферийных устройств к шинам микропроцессора, обеспечивая совместимость их интерфейсов. Они осуществляют непосредственное управление периферийными устройствами по запросу микропроцессора Видеокарта |