Принцип последовательного выполнения операций.
Предмет и объект прикладной информатики
Понятие архитектуры ЭВМ. Классическая архитектура ЭВМ и принципы фон Неймана. Архитектура персональных компьютеров
Общие принципы построения современных ЭВМ: построения всех современных ЭВМ является программное управление. В его основе представление решение любой задачи в виде программы вычислений.
Алгоритм- это конечный набор предписаний, определяющий решение задач по средствам конечного количества операций.
Программы – это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке.
Все вычисления, предписанные решения, задачи, должны быть представлены виде программы, состоящие из последовательности управляющих слов – команд.
Каждая команда содержит указания на конкретную выполняющую операцию, место нахождения операндов, и ряд служебных признаков.
Операнды- переменные значения которые участвуют в операции преобразования данных.
Архитектура ЭВМ совокупность общих принципов организации аппаратно-программных средств и их основных характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ при решении соответствующих типов задач.
Структура - совокупность элементов и их связей. Различают структуры технических, программных и аппаратурно-программных средств.
Отличие архитектуры от структуры: структура определяет его текущий состав и описывает связи внутри средства, архитектура определяет основные правила взаимодействия составных элементов вычислительного средства, описание которых выполняется в той мере, в какой необходимо для формирования правил их взаимодействия.
|
|
|
Общие принципов построения ЭВМ, которые относятся к архитектуре:
• структура памяти ЭВМ;
• способы доступа к памяти и внешним устройствам;
• возможность изменения конфигурации компьютера;
• система команд;
• форматы данных;
• организация интерфейса. Из этого следует:
«Архитектура - это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов».
Классическая архитектура ЭВМ и принципы Фон Неймана
Основы учения об архитектуре вычислительных машин заложил выдающийся американский математик Джон фон Нейман. Он работал с первой ламповой ЭВМ ENIAC в 1944 г.
Классические принципы построения архитектуры ЭВМ были предложены в 40-ч годах ХХ века к этим принципам относятся:
Использование двоичной системы представления данных ЭВМ стали обрабатывать и нечисловые виды информации — текстовую, графическую, звуковую и другие. Двоичное кодирование данных по-прежнему составляет информационную основу компьютера.
|
|
|
Принцип программного управления. программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Принцип однородности памяти Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда.
Принцип хранимой программы программа задавалась путем установки перемычек на специальной коммутационной панели. Нейман предложил сохранять программу в той же самой памяти, что и обрабатываемые ею числа. Отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатами вычислений. Фон Нейман выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ,и предложил ее структуру которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Схема устройства такой ЭВМ представлена на рис. 4.10.
Внешняя память отличается от устройства ввода и вывода тем, что данные в нее заносятся в виде, удобном компьютеру, но недоступном для непосредственного восприятия человеком. Так, накопитель на магнитных дисках - внешняя память, а клавиатура - устройство ввода, дисплей и печать - устройства вывода.
|
|
|
Устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) в современных компьютерах объединены в один блок — процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств. Память (ЗУ) хранит информацию (данные) и программы. Запоминающее устройство у современных компьютеров "многоярусно" и включает оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и внешние запоминающие устройства(ВЗУ). ОЗУ- это устройство, хранящее ту информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время ВЗУ-устройства гораздо большей емкости, чем ОЗУ, но существенно более медленны. На ОЗУ и ВЗУ классификация устройств памяти не заканчивается - определенные функции выполняют и СОЗУ (сверхоперативное запоминающее устройство), и ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), и другие подвиды компьютерной памяти.
В построенной по описанной схеме ЭВМ происходит последовательное считывание команд из памяти и их выполнение. Номер ячейки памяти из которой извлекается следующая команда программы, указывается- счетчиком команд в УУ.
Принцип адресности
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было бы впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программы с использованием присвоенных имен.
|
|
|
Принцип последовательного выполнения операций.
Разработанные фон Нейманом основы получили название «фон-неймановской архитектуры». Исключение составляют отдельные разновидности систем для параллельных вычислений (примерами могут служить потоковая и редукционная вычислительные машины).
Отклонение от фон-неймановской архитектуры произойдет в результате развития идеи машин пятого поколения, в основе обработки информации в которых лежат не вычисления, а логические выводы.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 445; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!