Организация вычислительных машин. Принцип фон-Неймана.

В 1945 г. фон-Нейман определил основные принципы, по которым строятся современная вычислительная техника.

1. основные блоки ЭВМ: арифметическое логическое устройство, память, устройства ввода – вывода;

2. информация кодируется в двоичной форме и разделяется на единицы, называемые словами;

3. алгоритмы представляются в форме последовательности управляющих слов, которые определяют смысл операции; эти управляющие слова называются командами; совокупности команд, представляющих алгоритм называются программой;

4. программы и данные хранятся в одной и той же памяти; разнотипные слова различаются по способу использования, но не по способу кодирования;

5. устройство управления и арифметическое устройство обычно объединено в одно, называемое центральным процессором. Они определяют действия, подлежащие выполнению путем считывания команд из оперативной памяти. Обработка информации сводится к последовательному выполнению команд в порядке, однозначно определенном программой.

Архитектура ЭВМ – некое абстрактное понятие машины, описанное в терминах основных функциональных модулях, а также структур данных и языка.

К оманда – совокупность сведений, необходимых процессору при выполнении программы.

первич.

вторич. УПД УВД АЛУ

ОЗУ

ВЗУ ПУ

Уст-во

Вывода

Результат

Ц ентральный процессор
регистров. память	регистр файлов	выполняемая операция
У правление
п рограммный счетчик	регистр адреса	Регистр команды

Шинная организация ЭВМ.

Генератор тактовой частоты

Пульт управления

Шина адреса

Шина данных

Шина управления

Адрес	Д анные	Упр-е
порт 1 порт 2 порт 3 порт m

Адрес	Д анные	Упр-е
Ячейка 1 Ячейка 2 Ячейка 3 Ячейка m память

Центральный процессор – функциональная часть ЭВМ, выполняющая основные операции по обработке данных и управлению работы других устройств.

Арифмо – логическое устройство выполняет арифметические и логические операции, а также вырабатывает управляющие сигналы для выбора пути вычислительного процесса.

Регистры процессора – набор программно – доступных быстродействующих ячеек памяти.

Устройство управления вырабатывает распределенную во времени и пространстве последовательность внутренних и внешних управляющих сигналов, обеспечивающих выборку и выполнение команд.

Память – устройство, предназначенное для запоминания, хранения и выборки программ и данных.

Оперативная память­ – функциональный блок, хранящий информацию для УУ (команды) и АЛУ (данные).

Функционирование ЭВМ с шинной структурой.

И нициализация

Выбор команды

Увелич. программного счетчика

Дешифрация и выполнение команды

Остановка процессора да инициализация