Лекция "Архитектура ЭВМ: обобщенная структурная схема ЭВМ (фон Неймана)."

билет 19 24. Архитектура ЭВМ: обобщенная структурная схема ЭВМ (фон Неймана). Классические подходы в построении ЭВМ сложились в конце 40­х в начале 50­х годов. Существенное влияние на их становления оказали идеи Джона фон Неймана и его коллег Артура Бёркса и Германа Голдстайна. Опубликовав в 1946 году статью «Предварительное обсуждение логического конструирования электронного вычислительного устройства». АЛБ   (арифметико­логический   блок)   ­   предназначен   для   всех   арифметических   и логических операций на числовой символьной информации. УУ   (устройство   управления)   ­   формирует   и   подает   во   все   блоки   машины   в   нужные моменты времени определенными сигналами во времени. ПУ (панель управления) ­ для запуска контроля хода вычислений и их остановки вручную. УВВ (устройство ввода­вывода) ­ через них в панель вводиться информация и выводится результаты. ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) ­ это память, предназначенная для хранения часто используемой информации для того, чтобы у компьютера был к ней быстрый доступ. Основные принципы фон Неймана. 1. Принцип программного управления ЭВМ ­ обработка выполняется в соответствии с программой,   программа   состоит   с   шагов   и   команд.   Команда   ­   единичный   акт преобразования   информации.   Все   разновидности   команд   ­   язык   машины   или   система команд. 2.   Принцип   условного   перехода   ­   возможность   использования   перехода   в   процессе вычислений, а также уменьшает длину программы. 3.   Принцип   хранимой   программы   ­   программа   вводится   через   тоже   устройства   ввода­ вывода и хранится в той же памяти, что и исходные данные. Это обеспечивает оперативную перестройку машины с одной задачи на другую без внесения изменений на другой машине. 4.   Принцип   использования   двоичной   системы   и   способы   представления   в   ЭВМ   ­   это позволило: ^ расширить крут физических приборов и явлений, которые можно использовать в устройствах ЭВМ. >• применять хорошо разработанный аппарат булевой алгебры. ^ упрощается технические решения ЭВМ. 5. Принцип иерархической памяти ­ иерархическое построение запоминающего устройства позволяет   иметь   быстродействующие   ОЗУ   для   программы,   участвующих   в   расчетах   в данный   момент   и   внешнее   запоминающие   устройство   на   магнитных   накопителях   для хранения информации. 1 уровень ­ регистровая память, кэш. 2 уровень ­ ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). 3 уровень ­ ВЗУ (внешнее запоминающее устройство). Эти   принципы   показались   очевидными,   к   ним   долго   не   относились   как   однозначными положениям определяемым на многие годы бурного развития цифровой вычислительной техники. Архитектура ЭВМ фон Неймана предполагает: 1) Наличие единого коммуникационного тракта между памятью и процессом (шина) 2) Централизованное последовательное управление 3) Линейная структура адресации памяти, состоящая из слов фиксированной длины