Основы построения вычислительных систем Классификация принципов построения

Основы построения вычислительных систем

Классификация принципов построения компьютеров Принципы открытости архитектура Принципы фон Неймана Принцип открытой архитектуры Принцип программного управления Принцип закрытой архитектуры Принцип однородности памяти Принцип адресности

• В основу построения большинства ЭВМ положены принципы, сформулированные в 1945 г. Джоном фон Нейманом:

• Принцип программного управления (программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определённой последовательности).

• Принцип однородности памяти (программы и данные хранятся в одной и той же памяти; над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными).

• Принцип адресности (основная память структурно состоит из нумерованных ячеек).

Основными блоками пo Нейману являются следующие устройства: • арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; • устройство управления, которое организует процесс выполнения программ; • запоминающее устройство или память для хранения программ и данных; • внешние устройства для ввода вывода информации.

Внешнее запоминающее устройства (ВЗУ) Оперативное запоминающее устройства (ОЗУ) Процессор Устройство ввода Арифметикологическое устройство (АЛУ) Управляю-щее устройство (УУ) Устройство вывода

• Сплошные линии со стрелками указывают направление потоков информации, пунктирные – управляющие сигналов от процессора к остальным узлам ЭВМ

• Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес. В каждой ячейки могут находиться или обрабатываемые данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны для других устройств компьютера. В этом и состоит принцип адрестности.

• В каждой команде программы зашифрованы следующие предписания: из каких ячеек взять о 6 рабатываемую информацию; какие операции совершить с этой информацией; в какие ячейки памяти направить результат; как изменить содержимое счетчика команд, что 6 ы знать, откуда взять следующую команду для выполнения. Процессор исполняет программу команда за командой в соответствии с изме нением содержимого счетчика команд до тех пор, пока не получит команду остановится. • Таким образом, управляющее устройство выполняет инструкции программы автоматически, т. е. без вмешательства человека. Это и есть принцип программного управлении

• Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. • команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. • В этом и состоит принцип однородности памяти

принципы открытости архитектуры: • Принцип закрытой архитектуры – компьютер изготовлен единым неразъемным устройством из несменяемых частей с заранее предустановленным программным обеспечением (ПО), без возможности его смены на ПО стороннего производителя;

• Принцип открытой архитектуры – компьютер обеспечен возможностью его сборки из независимо изготовленных частей, что позволяет самостоятельно модернизировать ПК, заменяя устаревшие части, как комплектующие, так и «периферию» (внешние устройства). А также принцип открытой архитектуры позволяет устанавливать любое совместимое ПО.