Архитектура ЭВМ

1.

АРХИТЕКТУРА ЭВМ

2.

АРХИТЕКТУРА ЭВМ АРХИТЕКТУРА ЭВМ — КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ
СТРУКТУРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩАЯ
ПРОВЕДЕНИЕ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И ВКЛЮЧАЮЩАЯ
МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ДАННЫЕ И
ПРИНЦИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ И
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.
АРХИТЕКТУРА – ЭТО НАИБОЛЕЕ ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ
ПОСТРОЕНИЯ ЭВМ, РЕАЛИЗУЮЩИЕ ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ
РАБОТОЙ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ОСНОВНЫХ ЕЕ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ.

3.

АРХИТЕКТУРА ФОН НЕЙМАНА
Первые компьютерные системы имели заданный набор программ
Изменение встроенной программы требовало практически полной их
переделки, что требовало огромного объёма ручной работы по
подготовке новой документации, перекоммутации и перестройки блоков
и устройств и т. п.

4.

АРХИТЕКТУРА ФОН НЕЙМАНА
В 1946 г. Был предложен принцип совместного хранения программ и
данных в памяти компьютера. При этом память физически отделялась
от процессора.

5.

АРХИТЕКТУРА ФОН НЕЙМАНА
Принципы фон Неймана:
1. Принцип двоичного кодирования.
2. Принцип однородности памяти.
3. Принцип адресуемости памяти.
4. Принцип последовательного программного управления.
5. Принцип жесткости архитектуры

6.

УСТРОЙСТВА
ПРОЦЕССОР
ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО, ОБРАБАТЫВАЕТ ДАННЫЕ И
УПРАВЛЯЕТ РАБОТОЙ КОМПЬЮТЕРА.
СОСТОИТ ИЗ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ (УУ) И АРИФМЕТИКОЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА (АЛУ). УУ УПРАВЛЯЕТ РАБОТОЙ
КОМПЬЮТЕРА, ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ КОМПОНЕНТОВ ДРУГ С ДРУГОМ.
АЛУ ИСПОЛНЯЕТ АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ.

7.

УСТРОЙСТВА
ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
ХРАНИТ ИНФОРМАЦИЮ, С КОТОРОЙ КОМПЬЮТЕР
РАБОТАЕТ В ДАННОЕ ВРЕМЯ: ПРОГРАММУ, ИСХОДНЫЕ
ДАННЫЕ, ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ И КОНЕЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
СЧЕТА.
ЭТА ПАМЯТЬ НЕБОЛЬШОГО ОБЪЕМА, ЭНЕРГОЗАВИСИМА.

8.

УСТРОЙСТВА
ВНЕШНЕЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
ЭТО БЫЛИ МАГНИТНЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ
ДОЛГОВРЕМЕННОГО ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ.
БОЛЬШЕГО ОБЪЕМА, БОЛЕЕ МЕДЛЕННЫЕ. МАГНИТНЫЕ
БАРАБАНЫ, ЛЕНТЫ, ДИСКИ

9.

КОМПОНЕНТЫ ПК
СИСТЕМНАЯ ПЛАТА — ЯДРО СИСТЕМЫ. ГЛАВНАЯ ДЕТАЛЬ, С НЕЙ ВСЕ СОЕДИНЯЕТСЯ,
ОНА УПРАВЛЯЕТ ВСЕМИ УСТРОЙСТВАМИ СИСТЕМЫ. СОДЕРЖИТ СЛЕДУЮЩИЕ
КОМПОНЕНТЫ:
• ГНЕЗДО ПРОЦЕССОРА;
• ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ ПРОЦЕССОРА;
• НАБОР МИКРОСХЕМ СИСТЕМНОЙ ЛОГИКИ; КЭШ-ПАМЯТЬ ВТОРОГО УРОВНЯ;
ГНЕЗДА ПАМЯТИ;
• РАЗЪЕМЫ (СЛОТЫ) ШИНЫ;
• ROM BIOS; БАТАРЕЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ЧАСОВ;
CMOS;
• МИКРОСХЕМА ВВОДА-ВЫВОДА.

10.

УСТРОЙСТВА ВВОДА-ВЫВОДА ПОДКЛЮЧАЮТСЯ ЧЕРЕЗ
КОНТРОЛЛЕРЫ ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА.
ЭТО СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ПРОЦЕССОР, КОТОРЫЙ УПРАВЛЯЕТ
ПЕРИФЕРИЙНЫМ УСТРОЙСТВОМ, ИМЕЕТ СОБСТВЕННУЮ
СИСТЕМУ КОМАНД. НАПРИМЕР, КОНТРОЛЕР ДИСКОВОДА УМЕЕТ
ПОЗИЦИОНИРОВАТЬ ГОЛОВКУ НА НУЖНУЮ ДОРОЖКУ ДИСКА,
ЧИТАТЬ И ЗАПИСЫВАТЬ СЕКТОР И Т.Д.

11.

НАЛИЧИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ
ИЗМЕНИЛО ПРИНЦИП ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ. ЦП ДАЕТ
ЗАДАНИЕ НА ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ КОНТРОЛЛЕРУ, А
ДАЛЕЕ КОНТРОЛЕР САМ ПРОИЗВОДИТ ОБМЕН БЕЗ
УЧАСТИЯ ЦП. СТАЛИ ВОЗМОЖНЫ ПРЯМЫЕ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СВЯЗИ МЕЖДУ УСТРОЙСТВАМИ,
ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ ИЗ ВНЕШНИХ УСТРОЙСТВ В ОЗУ И
НАОБОРОТ. ЭТОТ РЕЖИМ НАЗЫВАЕТСЯ ПРЯМЫМ
ДОСТУПОМ К ПАМЯТИ.