2. Алгоритм, программа, команда. (Принципы программного управления)
Взаимодействие всех частей ПК осуществляется при помощи управляющих сигналов которые называются командами.
Управление – такая организация процесса, которая ведет к достижению поставленной цели, т.е для управления надо знать цель и возможные пути ее достижения.
Алгоритм – конечная последовательность элементарных действий над исходными данными направленных на достижение цели.
Программа – запись алгоритма на понятном машине языке в виде последовательности команд, выполняемых одна за другой.
Команда – элементарная инструкция, выполняемая автоматически. Команда представляет собой код, определяющий операцию ПК и данные, участвующие в этой операции ( их адрес). Кроме того, в явной или неявной форме команда содержит в себе информацию об адресе результата операции и адресе следующей команды.
Программу можно представить в виде таблицы переходов содержащей входное слово, внутренне состояние, выходное слово, новое внутренне состояние.
входное слово |
внутренне состояние |
выходное слово |
Новое внутреннее состояние |
Адрес нового внутреннего состояния |
А |
а |
А |
а |
+2 |
В |
а |
А |
в |
-1 |
А |
в |
А |
в |
0 |
В |
в |
В |
а |
+1 |
Работа машины начинается с настройки на 1 внутреннее состояние и чтения 1 входного слова, которое поступает с ЗУ. Машина переходит в новое внутренне состояние, а выходное слово записывается как результат. Дальнейшая работа машины будет определяться таблицей переходов и набором входных слов. Это есть принцип программного управления сформулированный в 1945 году Джоном фон Нейманом., Кроме этого, он сформулировал следующие принципы функционирования компьютера:
Принцип хранимой программы означает, что программы и данные во время выполнения программы хранятся в одном адресном пространстве в оперативной памяти и различаются не по способу кодирования, а по способу использования.
Использование двоичного кодирования при хранении и обработке данных в ПК.
Информация размещается в ячейках различных запоминающих устройств. Каждая ячейка памяти имеет адрес, по которому происходят запись или считывание слов данных и программ.
К настоящему время принципы фон Нейманадополнены рядом других принципов:
- открытая архитектура, которая означает, что в основе разработки новых ПК лежат общедоступные стандарты, которые унифицируют взаимодействие различных типов оборудования и отдельных технических узлов ПК. Использование при разработке оборудования открытых стандартов позволяет разным производителям разрабатывать для ПК новые аппаратные средства, заменяющие или дополняющие существующее оборудование;
- модульность построения технической архитектуры состоит в том, что вся ПК состоит из отдельных функционально и конструктивно законченных модулей. Соблюдение этого принципа упрощает процедуру замены устаревших или неработоспособных узлов ПК на современные или рабочие;
- стандартизация технических устройств ПК означает, что все устройства ПК согласованы по своим электрическим, электромагнитным параметрам, протоколам работы, габаритам и т.д.;