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

 

 

 

 


ѕринцип двоичного кодировани€. —огласно этому принципу, вс€ информаци€, поступающа€ в Ё¬ћ, кодируетс€ с помощью двоичных сигналов




ѕринцип программного управлени€. »з него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполн€ютс€ процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.

ѕринцип однородности пам€ти. ѕрограммы и данные хран€тс€ в одной и той же пам€ти. ѕоэтому Ё¬ћ не различает, что хранитс€ в данной €чейке пам€ти - число, текст или команда. Ќад командами можно выполн€ть такие же действи€, как и над данными.

ѕринцип адресности. —труктурно основна€ пам€ть состоит из пронумерованных €чеек; процессору в произвольный момент времени доступна люба€ €чейка. ќтсюда следует возможность давать имена област€м пам€ти, так, чтобы к запомненным в них значени€м можно было бы впоследствии обращатьс€ или мен€ть их в процессе выполнени€ программы с использованием присвоенных имен.

‘он Ќейман не только выдвинул основополагающие принципы логического устройства Ё¬ћ, но и предложил ее структуру, котора€ воспроизводилась в течение первых двух поколений Ё¬ћ. ќсновными блоками по Ќейману €вл€ютс€ устройст≠во управлени€ (””) и арифметико-логическое устройство (јЋ”) (обычно объеди≠н€емые в центральный процессор), пам€ть, внешн€€ пам€ть, устройства ввода и вывода. —хема устройства такой Ё¬ћ представлена на рис. 4.13. —плошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные - управл€ющих сигналов от процессора к остальными узлам Ё¬ћ.

—ледует отметить, что внешн€€ пам€ть отличаетс€ от устройств ввода и вывода тем, что данные в нее занос€тс€ в виде, удобном компьютеру, но недоступном дл€ непосредственного воспри€ти€ человеком. “ак, накопитель на магнитных дисках относитс€ к внешней пам€ти, а клавиатура - устройство ввода, дисплей и печать - устройства вывода.

”стройство управлени€ и арифметико-логическое устройство в современных компьютерах объединены в один блок - процессор, €вл€ющийс€ преобразователем информации, поступающей из пам€ти и внешних устройств (сюда относ€тс€ выбор≠ка команд из пам€ти, кодирование и декодирование, выполнение различных, в том числе и арифметических операций, согласование работы узлов компьютера). Ѕолее детально функции процессора будут обсуждатьс€ ниже.

 

–ис. 4.13. јрхитектура Ё¬ћ, построенной на принципах фон Ќеймана.

 

ѕам€ть («”) хранит информацию (данные) и программы. «апоминающее уст≠ройство у современных компьютеров Ђмного€русної и включает оперативное запоминающее устройство (ќ«”), хран€щее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное врем€ (исполн€ема€ программа, часть необхо≠димых дл€ нее данных, некоторые управл€ющие программы), и внешние запоми≠нающие устройства (¬«”) гораздо большей емкости, чем ќ«”, но с существенно более медленным доступом (и значительно меньшей стоимостью в расчете на 1 байт хранимой информации). Ќа ќ«” и ¬«” классификаци€ устройств пам€ти не закан≠чиваетс€ - определенные функции выполн€ют и —ќ«” (сверхоперативное запоми≠нающее устройство) и ѕ«” (посто€нное запоминающее устройство), и другие подвиды компьютерной пам€ти.

¬ построенной по описанной схеме Ё¬ћ происходит последовательное считы≠вание команд из пам€ти и их выполнение. Ќомер (адрес) очередной €чейки пам€ти, из которой будет извлечена следующа€ команда программы, указываетс€ специаль≠ным устройством - счетчиком команд в ””. ≈го наличие также €вл€етс€ одним из характерных признаков рассматриваемой архитектуры.

–азработанные фон Ќейманом основы архитектуры вычислительных устройств оказались настолько фундаментальными, что получили в литературе название Ђфон-неймановской архитектурыї. ѕодавл€ющее большинство вычислительных машин на сегодн€шний день - фон-неймановские машины. »сключение составл€ют лишь отдельные разновидности систем дл€ параллельных вычислений, в которых отсутствует счетчик команд, не реализована классическа€ концепци€ переменной и имеютс€ другие существенные принципиальные отличи€ от классической модели (примерами могут служить потокова€ и редукционна€ вычислительные машины).

ѕо-видимому, значительное отклонение от фон-неймановской архитектуры произойдет в результате развити€ идеи машин п€того поколени€, в основе обработ≠ки информации в которых лежат не вычислени€, а логические выводы.

—труктура современного персонального компьютера представ≠лена на рис. 4.14. ƒостижени€ микроэлектроники позволили объединить в одной интегральной схеме, называемой микропроцессором (ћѕ) или процессором, јЋ” и ””. ”меньшение габаритов ќ«” по≠зволило разместить ћѕ и ќ«” на одной электронной плате, назы≠ваемой системной или материнской. ¬се св€зи между отдельными устройствами объединены в пучок параллельных проводов Ч локальную или системную шину. ¬ состав этой шины вход€т шина данных, по которой передаютс€ из ќ«” в ћѕ также и команды, ши≠на адреса и шина синхронизации (управлени€).

 

–ис. 4.14. —труктурна€ схема персонального компьютера

 

”стройства ввода-вывода (”¬¬) разделены на собственно ”¬¬ и управл€ющие ими контрол≠леры (карты), включаемые в системную плату или установленные пр€мо на ней.

  устройствам ввода информации относ€тс€ клавиатура, ручные манипул€торы, мышь, трекбол, джойстик, трекпойн, джойстринг, диджитайзер, трекпад, сканер, световое перо, информационные перчатки, костюм, шлем, цифрова€ видеокамера, микрофон и т.д.

  устройствам вывода информации относ€тс€ дисплей, принтер, плоттер, акустические колонки и др.

Ќовым в структуре современного компьютера и принципе его действи€ €вл€ютс€ сигналы и пон€тие прерываний (рис. 4.14). ѕрерывани€ по€вились в св€зи с переходом от математических вычис≠лений, которые не завис€т от внешних условий, к обработке ин≠формации в реальном масштабе времени.

 омпьютер должен реагировать на изменение внешних усло≠вий, иногда немедленно, запомина€ эти событи€ или даже мен€€ алгоритм обработки. ƒопустим, если в микропроцессор извне по≠ступает сигнал запроса на прерывание, которое обрабатываетс€ всегда, выполнение текущей программы приостанавливаетс€, в за≠ранее определенной области ќ«” сохран€ютс€ все промежуточные результаты и адрес остановки в программе, и микропроцессор вы≠полн€ет специальную программу обработки прерывани€, в которой указано, что надо сделать в этом случае. ѕосле ее завершени€ вос≠станавливаютс€ все промежуточные результаты, и микропроцессор продолжает выполнение текущей программы с запомненного ранее адреса.

¬ современных компьютерах возможна параллельна€ работа не≠скольких процессоров. «а счет распараллеливани€ выполнени€ од≠ной задачи или параллельного выполнени€ многих задач достигает≠с€ увеличение общей производительности компьютера. ƒл€ этого предусматривают цепи, св€зывающие между собой отдельные про≠цессоры.

ќснову центрального процессора ѕЁ¬ћ составл€ет микропроцессор Ц обрабатывающее устройство, служащее дл€ арифметических и логических преобразований данных, дл€ организации обращени€ ќѕ и ¬н” и дл€ управлени€ ходом вычислительного процессора.

Ќаиболее существенными, классификационными различи€ми между ћѕ чаще всего выступают:

- назначение (микропроцессоры дл€ серверов и мощных приложений; ћѕ дл€ персональных компьютеров и т.д.);

- количество разр€дов в обрабатываемой информационной единице (8-битовые, 16-битовые, 32-битовые, 64-битовые);

- технологи€ изготовлени€ (0,5 мкм; 0,35 мкм; 0,25 мкм; 0,18 мкм; 0,13 мкм; 0,07 мкм); ћ ћ Ц это микронна€ технологи€ (каждый транзистор размещаетс€ на кристалле внутри квадрата с указанным размером стороны).

ћикропроцессор (центральный микропроцессор, CPU) Ч про≠граммно управл€емое устройство, предназначенное дл€ обработки информации по алгоритму, задаваемому программой, наход€щейс€ в данный момент в оперативной пам€ти.  онструктивно представ≠л€ет собой небольшую микросхему внутри системного блока, уста≠новленную на материнской плате.

ѕроцессоры классифицируютс€ по базовому типу, называемого семейством (Intel, AMD, Cyrix, Motorola). — целью преемствен≠ности программного обеспечени€ последующие модели и модифи≠кации процессоров, как правило, содержат всю систему команд своих предшественников. ќсновными характеристиками процессо≠ра €вл€ютс€:

Х быстродействие Ч количество операций, производимых в 1 се≠кунду, измер€етс€ в бит/с.  ажда€ последующа€ модель имеет бо≠лее высокую производительность по сравнению с предыдущей. ћаркировка современных процессоров имеет расширение ћћ’ (MultiMedia eXtention Ч расширение мультимедиа);

Х тактова€ частота Ч количество тактов, производимых про≠цессором за 1 секунду. ќперации, производимые процессором, не €вл€ютс€ непрерывными, они разделены на такты. Ёта характери≠стика определ€ет скорость выполнени€ операций и непосредствен≠но вли€ет на производительность процессора;

Х разр€дность Ч количество двоичных разр€дов, которые про≠цессор обрабатывает за один такт. “ак, указыва€ разр€дность 64, имеют в виду, что процессор имеет 64-разр€дную шину данных, т. е. за один такт он обрабатывает 64 бита.





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1604 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

ѕобеда - это еще не все, все - это посто€нное желание побеждать. © ¬инс Ћомбарди
==> читать все изречени€...

1233 - | 1181 -


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

√ен: 0.013 с.