Файл: Архитектура ЭВМ.doc

Модульность построения - выделение в структуре ЭВМ автономных, функционально и конструктивно законченных устройств (процессор, модуль памяти, накопитель на жестком или гибком магнитном диске).

Программное обеспечение - комплекс программных средств регулярного применения, предназначенный для подготовки и решения задач пользователями.

Стеком называется память, по своей структурной организации отличная от основной памяти ВМ. Стек образует множество логически взаимосвязанных ячеек, взаимодействующих по принципу «последним вошел, первым вышел» (Last In First Out - LIFO ).

Операнд – данные, которыми оперируют машинные команды (пример: mov a,b – mov – машинная команда, a,b – операнды).

Счетчик команд (СК) — неотъемлемый элемент устройства управления любой ВМ, построенной в соответствии с фон-Неймановским принципом программного уп­равления. Согласно этому принципу соседние команды программы располагаются в ячейках памяти со следующими по порядку адресами и выполняются преиму­щественно в той же очередности, в какой они размещены в памяти ВМ.

Указатель стека (УС) — это регистр, где хранится адрес вершины стека. В реаль­ных вычислительных машинах стек реализуется в виде участка основной памяти, обычно расположенного в области наибольших адресов.

Регистр адреса памяти (РАП) предназначен для храпения адреса ячейки основ­ной памяти вплоть до завершения операции (считывание или запись) с этой ячей­кой. Наличие РАП позволяет компенсировать различия в быстродействии ОП и прочих устройств машины.

Регистр данных памяти (РДП) призван компенсировать разницу в быстродействии запоминающих устройств и устройств, выступающих в роли источников и потре­бителей хранимой информации. В РДП при чтении заносится содержимое ячейки ОП, а при записи — помещается информация, подлежащая сохранению в ячейке ОП.

Дешифратор кода операции (ДКОп) преобразует код операции в форму, требуе­мую для работы микропрограммного автомата (МПА). Информация после деко­дирования определяет последующие действия МПА, а ее вид зависит от организа­ции МПА.

Микропрограммный автомат (МПА) правомочно считать центральным узлом ус­тройства управления. Именно МПА формирует последовательность сигналов уп­равления, в соответствии с которыми производятся все действия, необходимые для выборки из памяти и выполнения команд. Исходной информацией для МПА слу­жат: декодированный код операции, состояние признаков (флагов), характеризу­ющих результат предшествующих вычислений, а также внешние запросы на пре­рывание текущей программы и переход на программу обслуживания прерывания.

Арифметико-логическое устройство - это устройство предназначенное для арифметической и логической обработки данных.

Операционный блок (ОПБ) представляет собой ту часть АЛУ, которая, собствен­но, и выполняет арифметические и логические операции над поданными на вход операндами. Выбор конкретной операции, из возможного списка операций для дан­ного ОПБ, определяется кодом операции команды.

Регистр признаков (РПрз) предназначен для фиксации и храпения признаков (фла­гов), характеризующих результат последней выполненной арифметической или логической операции. Такие признаки могут информировать о равенстве резуль­тата нулю, о знаке результата, о возникновении переноса из старшего разряда, пе­реполнении разрядной сетки и т. д.

Аккумулятор (Акк) — это регистр, на который возлагаются самые разнообразные функции. Так, в него предварительно загружается один из операндов, участвую­щих в арифметической или логической операции. В Акк может храниться резуль­тат предыдущей команды и в него же заносится результат очередной операции. Через Акк зачастую производятся операции ввода и вывода.

Основная память (ОП) пред­ставляет собой массив запоминающих элементов (ЗЭ), организованных в виде ячеек, способных хранить некую единицу информации, обычно один байт. Каж­дая ячейка имеет уникальный адрес.

Микрооперация – это элементарная пересылка или преобра­зование информации, выполняемая в течение одного такта сигналов синхрониза­ции.

Микрокоманда – это совокупность сигналов управления, вы­зывающих микрооперации, выполняемые в одном такте.

Шина «процессор-память» обеспечивает непосредственную связь между центральным процессором (ЦП) вычислительной машины и основной памятью (ОП). В современных микропроцессорах такую шину часто называют шиной переднего плана и обозначают аббревиатурой FSB (Front Side Bus).

Шина ввода/вывода служит для соединения процессора (памяти) с устройствами ввода/вывода (УВВ). Учитывая разнообразие таких устройств, шины ввода/вывода унифицируются и стандартизируются.

Системная шина служит для физического и логического объединения всех устройств ВМ. Поскольку основные устройства машины, как правило, размещаются на общей монтажной плате, системную шину часто называют объединительной шиной (backplane bus), хотя эти термины нельзя считать строго эквивалентными.

Адаптеры шин обеспечивают буферизацию данных при их пересылке между системной шиной и контроллерами УВВ. Это позволяет ВМ поддерживать работу множества устройств ввода/вывода и одновременно «развязать» обмен информацией по тракту процессор-память и обмен информацией с УВВ.

Ширина шины данных определяется количеством битов информации, которое может быть передано по шине за одну транзакцию (цикл шины).

Пропускная способность шины характеризуется количеством единиц информации (байтов), которые допускается передать по шине за единицу времени (секунду), а определяется физическим построением шины и природой подключаемых к ней устройств. Очевидно, что чем шире шина, тем выше ее пропускная способность.

Емкость ЗУ характеризуют числом битов либо байтов, которое может храниться в запоминающем устройстве. На практике применяются более крупные едини­цы, а для их обозначения к словам «бит» или «байт» добавляют приставки: кило, мега, гига, тера, пета, экза (kilo, mega, giga, tera, peta, exa).

Ядро микросхемы памяти - совокупность запоминающих элементов и логических схем, связанных с выбо­ром строк и столбцов.

Литература

1. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем, Издательство: Питер, 2004г, 668с.

2. Пятибратов А.П., Гудыко Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации, М., финансы и статистика, 2002, 510с.

3. Путилин А.Б. Вычислительная техника и программирование в измерительных информационных системах. Москва, Издательство Дрофа, 2006, 448с.

4. Путилин А.Б. Вычислительная техника в ИИТ. Москва, Издательство МГОУ, 2004, 220с.

4.Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем. Москва, Наука 1990

5.Симонс ДЖ. ЭВМ пятого поколения: компьютеры 90-х годов. Издательство: г.Москва, Финансы и статистика, 1985г

6.Хокни Р., Джессхоун К. Параллельные ЭВМ: Архитектура, программирование и алгоритмы. Москва, Радио и связь. 1986, 392с.

7. Кирсанов Э.Ю. Нейрокомпьютеры с параллельной структурой. Москва, Радиотехника, 2004г.222с.

8. Путилин А.Б. Континуальные системы обработки информации. Москва, Квадрат-С, 2005г.160с.

128