Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќбщее устройство компьютеров




ќснову компьютеров образует аппаратура (HardWare), построенна€ с использованием электронных и электромеханических элементов и устройств. ѕринцип действи€ компьютеров состоит в выполнении программ (SoftWare) Ц заранее заданных, четко определЄнных последовательностей арифметических, логических и других операций.

 оманда Ц это описание операции, которую должен выполнить компьютер.  ак правило, у команды есть свой код (условное обозначение), исходные данные (операнды) и результат. Ќапример, у команды "сложить два числа" операндами €вл€ютс€ слагаемые, а результатом Ц их сумма. ј у команды "стоп" операндов нет, а результатом €вл€етс€ прекращение работы программы.

 оманда Ц это описание элементарной операции, которую должен выполнить компьютер. ¬ общем случае, команда содержит следующую информацию:

  • код выполн€емой операции;
  • указани€ по определению операндов (или их адресов);
  • указани€ по размещению получаемого результата.

 

¬ зависимости от количества операндов, команды бывают:

  • одноадресные;
  • двухадресные;
  • трехадресные;
  • переменноадресные.

 

 оманды хран€тс€ в €чейках пам€ти в двоичном коде. ¬ современных компьютерах длина команд переменна€ (обычно от двух до четырех байтов), а способы указани€ адресов переменных весьма разнообразные. ¬ адресной части команды может быть указан, например:

  • сам операнд (число или символ);
  • адрес операнда (номер байта, начина€ с которого расположен операнд);
  • адрес адреса операнда (номер байта, начина€ с которого расположен адрес операнда), и др.

 

–ассмотрим несколько возможных вариантов команды сложени€ (англ. add Ц сложение), при этом вместо цифровых кодов и адресов будем пользоватьс€ условными обозначени€ми:

  • одноадресна€ команда add x (содержимое €чейки x сложить с содержимым сумматора, а результат оставить в сумматоре)
  • двухадресна€ команда add x, y (сложить содержимое €чеек x и y, а результат поместить в €чейку y)
  • трехадресна€ команда add x, y, z (содержимое €чейки x сложить с содержимым €чейки y, сумму поместить в €чейку z)

 

 ак пpавило, процесс выполнени€ команды разбиваетс€ на следующие этапы:

  • из €чейки пам€ти, адрес которой хранитс€ в счетчике команд, выбираетс€ очередна€ команда; содержимое счетчика команд при этом увеличиваетс€ на длину команды;
  • выбранна€ команда передаетс€ в устройство управлени€ на регистр команд;
  • устройство управлени€ расшифровывает адресное поле команды;
  • по сигналам ”” операнды считываютс€ из пам€ти и записываютс€ в јЋ” на специальные регистры операндов;
  • ”” расшифровывает код операции и выдает в јЋ” сигнал выполнить соответствующую операцию над данными;
  • результат операции либо остаетс€ в процессоре, либо отправл€етс€ в пам€ть, если в команде был указан адрес результата;

 

все предыдущие этапы повтор€ютс€ до достижени€ команды "стоп".

–езультат команды вырабатываетс€ по точно определенным дл€ данной команды правилам, заложенным в конструкцию компьютера. —овокупность команд, выполн€емых данным компьютером, называетс€ системой команд этого компьютера.

–азнообразие современных компьютеров очень велико. Ќо их структуры основаны на общих логических принципах, позвол€ющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства:

  • пам€ть (запоминающее устройство, «”), состо€щую из перенумерованных €чеек;
  • процессор, включающий в себ€ устройство управлени€ (””) и
  • арифметико-логическое устройство (јЋ”);
  • устройство ввода;
  • устройство вывода.

Ёти устройства соединены каналами св€зи, по которым передаетс€ информаци€. ќсновные устройства компьютера и св€зи между ними представлены на схеме, приведЄнной ниже. ∆ирными стрелками показаны пути и направлени€ движени€ информации, а простыми стрелками Ц пути и направлени€ передачи управл€ющих сигналов.

‘ункции пам€ти:
a) приЄм информации из других устройств;
b) запоминание информации;
c) выдача информации по запросу в другие устройства машины.

‘ункции процессора:
a) обработка данных по заданной программе путем выполнени€ арифметических и логических операций;
b) программное управление работой устройств компьютера.

“а часть процессора, котора€ выполн€ет команды, называетс€ арифметико-логическим устройством (јЋ”), а друга€ его часть, выполн€юща€ функции управлени€ устройствами, называетс€ устройством управлени€ (””). ќбычно эти два устройства выдел€ютс€ чисто условно, конструктивно они не разделены.

¬ составе процессора имеетс€ р€д специализированных дополнительных €чеек пам€ти, называемых регистрами. –егистр выполн€ет функцию кратковременного хранени€ числа или команды. Ќад содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполн€ть некоторые манипул€ции. Ќапример, "вырезать" отдельные части команды дл€ последующего их использовани€ или выполн€ть определенные арифметические операции над числами. ќсновным элементом регистра €вл€етс€ электронна€ схема, называема€ триггером, котора€ способна хранить одну двоичную цифру (разр€д).

–егистр представл€ет собой совокупность триггеров, св€занных друг с другом определЄнным образом общей системой управлени€. —уществует несколько типов регистров, отличающихс€ видом выполн€емых операций. Ќекоторые важные регистры имеют свои названи€, например:

  • сумматор Ц регистр јЋ”, участвующий в выполнении каждой операции;
  • счетчик команд Ц регистр ””, содержимое которого соответствует адресу очередной выполн€емой команды; служит дл€ автоматической выборки программы из последовательных €чеек пам€ти;
  • регистр команд Ц регистр ”” дл€ хранени€ кода команды на период времени, необходимый дл€ ее выполнени€. „асть его разр€дов используетс€ дл€ хранени€ кода операции, остальные Ц дл€ хранени€ кодов адресов операндов.

ѕам€ть компьютера построена из двоичных запоминающих элементов Ц битов, объединенных в группы по 8 битов, которые называютс€ байтами. (≈диницы измерени€ пам€ти совпадают с единицами измерени€ информации). ¬се байты пронумерованы. Ќомер байта называетс€ его адресом.

Ѕит (BIT) есть не что иное, как аббревиатура от BInary digiT, придуманна€ в 1946 году выдающимс€ американским ученым-статистиком ƒжоном “ьюки. ќн был советником п€ти президентов —оединенных Ўтатов. “ьюки изобрал бит дл€ обозначени€ одного двоичного разр€да, способного принимать значение 0 или 1.

Ѕайты могут объедин€тьс€ в €чейки, которые называютс€ также словами. ƒл€ каждого компьютера характерна определенна€ длина слова Ц два, четыре или восемь байтов. Ёто не исключает использовани€ €чеек пам€ти другой длины (например, полуслово, двойное слово).

 ак правило, в одном машинном слове может быть представлено либо одно целое число, либо одна команда. ќднако, допускаютс€ переменные форматы представлени€ информации.

 

–азбиение пам€ти на слова дл€ четырехбайтовых компьютеров
Ѕайт 0 Ѕайт 1 Ѕайт 2 Ѕайт 3 Ѕайт 4 Ѕайт 5 Ѕайт 6 Ѕайт 7
ѕќЋ”—Ћќ¬ќ ѕќЋ”—Ћќ¬ќ ѕќЋ”—Ћќ¬ќ ѕќЋ”—Ћќ¬ќ
—Ћќ¬ќ —Ћќ¬ќ
ƒ¬ќ…Ќќ≈ —Ћќ¬ќ

 

Ўироко используютс€ и более крупные производные единицы объема пам€ти:  илобайт, ћегабайт, √игабайт, а также, в последнее врем€, “ерабайт и ѕетабайт.

 

«начени€ единиц измерени€ информации
 илобайт 210 1024 байт
ћегабайт 220 1024 килобайт 1 048 576 байт
√игабайт 230 1024 мегабайт 1 073 741 824 байт
“ерабайт 240 1024 гигабайт 1 099 511 627 776 байт
ѕетабайт 250 1024 терабайт 1 125 899 906 842 624 байт
Ёкзабайт 260 1024 петабайт 1 152 921 504 606 846 976 байт
«еттабайт 270 1024 экзабайт 1 180 591 620 717 411 303 424 байт
…оттабайт 280 1024 зетабайт 1 208 92 81 614 629 174 706 176 байт

 

—овременные компьютеры имеют много разнообразных запоминающих устройств, которые сильно отличаютс€ между собой по назначению, временным характеристикам, объЄму хранимой информации и стоимости хранени€ одинакового объЄма информации.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 514 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

„тобы получилс€ студенческий борщ, его нужно варить также как и домашний, только без м€са и развести водой 1:10 © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

2182 - | 2056 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.01 с.