Лекция 1

Вступление в курс «Цифровые эвм» Принцип программного управления

Система с программным управлением, каждая предназначена для автоматизации процессов алгоритмической обработки информации называется компьютером.

Архитектура компьютера - это конфигурация основных программных и аппаратных компонентов схемы с распределением функций между ними с учетом их особенностей и возможностей, и способов взаимодействия.

Большинство современных ЭВМ организованы по принципу Фон-Неймона. Этот принцип также называется принципом программного управления.

Согласно принципу программного управления основные требования к ЭВМ сводятся к следующим положениям:

1. Компьютер должен иметь конечную систему команд. Для универсальных компьютеров система команд должна быть функционально (алгоритмически) полной. Для специализированных или проблемно-ориентированных компьютеров (предназначенных для решения специализированных задач) требование к функциональной полноте необязательное;

2. Программы должны храниться в основной памяти компьютера вместе с данными, доступ к программам и данным одинаковый;

3. Вычислительный процесс состоит из последовательного считывания команд и их выполнения. Такие компьютеры называются линейными.

Приведем основные определения, позволяющие уточнить принцип программного управления.

Компьютер предназначен для решения различных задач. Решение некоторой задачи выполняемой ЭВМ представляется с помощью алгоритма, который описывается в виде программ, программа – последовательность команд. Таким образом:

Алгоритм-это последовательность действий направленных на решение поставленной задачи.

Программа-это взаимосвязанный список команд, последовательное выполнение которых приведет к решению поставленной задачи.

Команда-это информационное слово, которое содержит следующую информацию:

1. Операция, которая должна быть выполненной над операндами.

2. Физическое место размещения операндов.

3. Физическое место размещения результатов.

4. Способ определения адреса следующей команды.

Согласно принципу программного управления Фон-Неймана ЭВМ состоит из таких основных компонентов:

ЗУ- запоминающее устройство или память

ВУ- внешнее устройство (устройства ввода-вывода)

УУ -устройство управления

АУ- арифметическое устройство

КС- коммуникационная среда (связывает устройства между собой).

Основной принцип программного управления

Программы и данные вводятся в систему с помощью устройства ввода-вывода и хранятся в памяти (ЗУ). Вычислительный процесс управляется специальными программами, которые интерпретируются (выполняются) устройствами управления. В результате чего УУ формирует управляющие сигналы, которые поступают на все функциональные узлы ЭВМ.

Основной цикл функционирования компьютера согласно принципу программного управления состоит из следующих фаз:

1. Выборка команды из памяти.

2. Декодирование команды (распаковка), которая состоит из определения типа команды, типа операции, которая должна быть выполнена, определения места размещения операндов, и извлечения этих операндов.

3. Выполнение команды – т.е. выполнение заданной операции над операндами. Размещение результата.

4. Определение адреса следующей команды.