Организация ЭВМ 1. Общая характеристика и классификация вычислительных машин и систем 1
Организация ЭВМ 1. 3 Понятие о структуре и архитектуре ВМ 2
Организация ЭВМ Иерархия аппаратных средств ВМ и ВС 1. Базовые вентили 2. Типовые КС (сумматоры, дешифраторы, триггеры, регистры …) 3. Функциональные узлы ВМ (АЛУ, блоки регистров, умножители, …) 4. Подсистемы ВМ (ЦПУ, сопроцессоры, система памяти, система ввода – вывода, …) 5. Автономные ВМ 6. ВС, комплексы и сети 3
Организация ЭВМ Иерархия программных средств ВМ и ВС 1. Микропрограммы (в памяти / структуре ЦПУ) 2. Команды процессоров 3. Системные подпрограммы (в т. ч. части ОС) 4. Библиотеки функций (математические, текстовые, графические, различные API) 5. Системные программы (компиляторы, СУБД, средства разработки, платформы и пр. ) 6. Прикладные программы, пакеты программ. 7. Распределенное ПО, ПО вычислительных комплексов, инфраструктуры грид–систем, … 4
Организация ЭВМ Архитектура – абстрактное представление о ВМ с точки зрения ее пользователя (в частности, программиста). Архитектура (в широком смысле) – высокоуровневое описание аппаратных и программных средств ВМ и способов организации вычислительного процесса на ВМ. Архитектура (в узком смысле) – описание системы команд (ISA) 5
Организация ЭВМ Структура ВМ – описание совокупности аппаратных средств ВМ на разном уровне иерархии (с разной степенью подробности), с указанием связей между ними. 6
Организация ЭВМ Описание архитектуры включает : 1. Состав АС и их характеристики 2. Систему команд 3. Форматы данных 4. Способы адресации 5. Соотношение и взаимодействие АС и ПС 6. Форму представления программ в ВМ и правила их интерпретации, … 7
Организация ЭВМ Классические архитектуры ВМ 1. Архитектура фон Неймана (von Neumann) (40 -е годы 20 века, I поколение) 2. Гарвардская архитектура (60 -70 е годы 20 века, с III поколения) 8
Организация ЭВМ Принципы архитектуры фон Неймана 1. Автоматическое извлечение команд из памяти и их последовательное выполнение 2. Программное управление вычислительным процессом 3. Общая память программ и данных 4. АЛУ на базе двоичного сумматора 5. Двоичная система счисления 6. Одинаковое кодирование программ и данных 7. Иерархическое построение системы памяти 9
Организация ЭВМ Структура машины фон Неймана 10
Организация ЭВМ Отличие гарвардской архитектуры (с 60 х годов 20 века) Разделение памяти программ и данных. В основном используется для встраиваемых (embedded) ВМ, для промышленных ВМ и т. д. Это объясняется : 1. Редкой необходимостью изменять программу 2. Более высокими требованиями к надежности 3. Необходимостью защиты программ 11
Организация ЭВМ Другие не фон-неймановские архитектуры (примеры) : 1. Конвейерные вычислительные машины 2. Векторные вычислительные машины (тип данных – вектор, команды – векторные) 3. Потоковые вычислительные машины (управляются потоком данных – Data Flow) 4. Со множеством потоков команд и данных почти все архитектуры - параллельные 12
Скачать презентацию Организация ЭВМ 1 Общая характеристика и классификация вычислительных
intro_arch.ppt