Архитектура ЭВМ построенной на принципах фон Неймана Внешнее

Скачать презентацию Архитектура ЭВМ построенной на принципах фон Неймана Внешнее

Архи-ра ПК.ppt

Количество слайдов: 13

Архитектура ЭВМ, построенной на принципах фон Неймана Внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) Процессор Устройство ввода Арифметикологическое устройство (АЛУ) Управляющее устройство (УУ) Устройство вывода Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Поток информации Управляющие сигналы

Шинная архитектура ЭВМ Процессор Память Видеопамять К К К Устройство ввода Устройство вывода Внешняя память данных Шина адреса управления

Процессор, руководивший работой внешних устройств, значительную часть времени был бы вынужден простаивать в ожидании информации «и внешнего мира» , что существенно снижало бы эффективность работы всей ЭВМ в целом. Для решения этой проблемы возникла тенденция к освобождению центрального процессора от функций обмена и к передаче их специальным электронным схемам управления работой внешних устройств. Такие схемы имели различные названия: каналы обмена, процессоры ввода-вывода, периферийные процессоры. Последнее время все чаще используется термин «контроллер внешнего устройства) (или просто контроллер).

Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой «вверенного ему» внешнего устройства по специальным встроенным программам обмена. Такой процессор имеет собственную систему команд. Например, контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (дисковода) умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать или записывать сектор, форматировать дорожку и т. п. Результаты выполнения каждой операции заносятся во внутренние регистры памяти контроллера и могут быть в дальнейшем прочитаны центральным процессором.

Центральный процессор при необходимости произвести обмен выдает задание на его осуществление контроллеру. Дальнейший обмен информацией может протекать под руководством контроллера без участия центрального процессора. Последний получает возможность «заниматься своим делом» , т. е. выполнять программу дальше (если по данной задаче до завершения обмена ничего сделать нельзя, то можно в это время решать другую).

Компьютер IBM PC. Общие сведения Центральный процессор – устройство ПК, производящее все вычислительные операции и преобразующее информацию. Характеристиками микропроцессора служат тактовая частота и разрядность. Тактовая частота – число операции в секунду (133, 166, 200, 233, 333 МГц и т. д. ). Разрядность процессора – размер машинного слова, обрабатываемого компьютером. Машинное слово – число бит, к которым процессор имеет одновременный доступ (8, 16, 32. 64). Микропроцессор обрабатывает информацию трех типов: данные, адреса и команды программ.

1. Микропроцессоры История IBM PC связана с микропроцессорами фирмы Intel, которая выпускает эти микросхемы с 1970 года, начиная с четырехразрядного 4004. Компьютеры с микропроцессором 8086 или 8088 (16 разрядов) называют обычно IBM PC XT (e. XTended version, читается «экс-ти» ). Большая часть современных программ на таких ПК работать не может. Компьютеры с микропроцессором 80286 (16 разрядов) называют обычно IBM PC AT (Advanced Technology, читается «ей-ти» ). Они не соответствуют современным требованиям к аппаратуре и программному обеспечению.

Чтобы работать с современным программным обеспечением (например, в среде Windows) необходимо иметь ПК с 32 -разрядным микропроцессором 80386 или 80486, однако и эти процессоры уже не выпускаются. Ныне доминирует семейство мощных 64 -разрядных процессоров Pentium® компании Intel. Продолжается соревнование фирм Intel, AMD и Cyrix по выпуску все более совершенных микропроцессоров: Pentium MMX, Pentium Pro, Кб, Pentium II и т. д. Общее свойство семейства IBM PC – совместимость программного обеспечения снизу вверх. Существует и частичная совместимость сверху вниз, однако наиболее совершенные программы уже не будут работать на XT и AT.

Функции микропроцессора Микропроцессор выполняет в основном функции двух устройств: устройство управления, которое формирует и подает во все блоки ПК в нужные моменты времени определенные сигналы (управляющие импульсы), формирует адреса ячеек памяти, используемых выполняемой операцией, и передает их в другие блоки компьютера; арифметико-логическое устройство, предназначенное для выполнения арифметических и логических операций над информацией.

2. Устройства ввода и вывода Для введения и выведения информации служат устройства ввода-вывода (клавиатура, монитор, принтер и др. ). 3. Оперативная память (RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) является очень важным элементом компьютера. В ней хранятся программы и данные, с которыми непосредственно работает ПК. Основу ОЗУ составляют большие интегральные схемы, содержащие матрицы полупроводниковых элементов. Структурно ОЗУ состоит из миллионов отдельных ячеек памяти емкостью 1 байт каждая.

4. Постоянная память (RОМ – Read-Only Memory — память только для чтения) используется для хранения неизменяемой информации: загрузочных программ и операционной системы, программ тестирования устройств компьютера и выполнения базовых функций по их обслуживанию. Большая часть этих программ связана с обслуживанием процессов ввода-вывода, поэтому содержимое ПЗУ часто называют BIOS (Base Input -Output System, или базовая система вводавывода).

Конструктивно ПЗУ выполняется из полупроводниковых модулей (кассет) и в отличие от ОЗУ является энергонезависимым (информация при выключении компьютера сохраняется). Данные в ПЗУ заносятся при его изготовлении и не могут быть изменены пользователем. Объем постоянной памяти значительно меньше, чем оперативной, и не превышает нескольких сотен Кбайт. Каждая ячейка основной памяти имеет свой адрес. Основная память имеет для ОЗУ и ПЗУ единое адресное пространство – совокупность ячеек памяти, к которым можно обращаться с использованием машинного адреса.