КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Й. принципи. Фон Нойман




Компютърна архитектура е неговото представителство на общо ниво, включително и описание на възможностите на потребителя за програмиране, системни команди, система на адресиране, организация на паметта, и т.н. Архитектурата дефинира принципите на действие, както и информация свързва взаимно свързване на компютърни основните логически компоненти: процесор, памет с произволен достъп (RAM, RAM), външна памет и периферни устройства.

Компонентите на компютърна архитектура са: изчислителни и логически способности, хардуер и софтуер.

Структура на компютъра - това е набор от функционални компоненти и връзки между тях. Елементите могат да бъдат най-честите устройства - от основни компютър Логически блокове, прости схеми. Структура на компютъра графично представени във вид на блок-схема, която може да се използва, за да се даде описание за всяко ниво на детайлност.

компютърна архитектура трябва да се различава от неговата структура. Структурата определя специфичен набор от устройства, възли, компоненти, които изграждат архитектурата на компютъра, докато правила за взаимодействие определя компютърни компоненти.

Принципи (Архитектура) фон Нойман. В основата на повечето компютри, на следните общи принципи простря през 1945 г. от американския учен Джон фон Нойман.

1. Принципът на програмно управление. От това следва, че програмата се състои от набор от инструкции, които се изпълняват от процесора автоматично едно след друго в последователност.

Избор на паметта на програмата с помощта на програмата брояч. Този регистър последователно увеличава адрес се съхранява в него на следващия екип на дължина на отбора. Тъй като програмата инструкции са подредени в памет, един след друг, като по този начин проби команди организирана верига на съседни клетки на паметта.

Структурата на определена команда е:

<Кодът> <операнд>

където <операция код> определя операцията да бъде извършена;

<Операнд> - списък (възможно е Сингълтън) на константите, променливите, адреси или имена, операцията се извършва на това.

В зависимост от броя на операнди се прави разлика между машинни инструкции едно-, дву- и три-адрес. Всеки отбор има определен обем, измерена в байтове.

2. Принципът на условно клон. Ако следвате екипа не трябва да преминете към следващото, но за някой друг, екипът използва условно или безусловно скок (клон), които са влезли в програмата брояч броя на памет, която съдържа следната команда. Пробата команди в паметта и спира след изпълнението на "стоп" команда.



По този начин, процесорът изпълнява програмата автоматично, без човешка намеса.

3. Принципът на единство на паметта. Програми и данни се съхраняват в същата памет. Поради това, компютърът не прави разлика между това, което се съхранява в клетката памет - номер, текст или команда. Над команди могат да извършват същите действия, както и на данните. Това отваря широка гама от възможности. Например, в процеса на изпълнение на програмата могат да бъдат рециклирани, която ви позволява да определите в правилата на програмата за получаване на някои от неговите части (така че програмата е организирана изпълнение цикли и подпрограми). Освен това, команда програма може да се получи в резултат на изпълнението на друга програма. Този принцип се основава методи за превод - текст софтуер за превод с един език за програмиране на високо ниво в машинен език специфична.

4. Принципът на програмата в местоположението на паметта. Програмата изисква за работата на компютър, поставени преди това в паметта и не влезе в екипа зад отбора.

5. Принципът на насочването. Структурно, основната памет се състои от номерирани клетки; процесора по всяко време е на разположение за всяка клетка. Това предполага възможността да даде имена на области на паметта, така че чрез съхранените стойности в тях могат по-късно достъп или да ги променят по време на изпълнение с помощта на възложената името.

6. Принципът на йерархията на паметта. Памет хетерогенни компютри. За често достъпни данни се разпределят по-малко количество памет, но по-висока скорост; за рядко използвани данни да се разпределят по-голям обем памет, но по-малко скорост.

7. Принципът на двоична система. За вътрешни данни и програмна памет в компютър използва бинарна система, която може да бъде по-лесно за изпълнение технически.

Компютри, построени върху тези принципи се отнасят до типа на фон Нойман. Има и други категории компютри, коренно различни от фон Нойман. Ето, например, може да не бъдат принцип програма за контрол, т.е. екзекутиран те могат да бъдат експлоатирани без брояч (адрес регистър) команда, което показва, програмата се изпълнява командата. За да се обърнете към променлива, която се съхранява в паметта, тези компютри не трябва да му се даде име. Такива компютри се наричат ​​не-фон Нойман.

Машината се състои от памет фон Нойман е набор от регистри, ALU, входно-изходни устройства и блокове за управление (фиг. 3.7).

входно устройство за предаване на команди и данни към ALU, където те се съхраняват в паметта. Всички отбори, съвкупността от които се нарича програма, съхранена в клетката памет до съседна възходящ техните адреси, и данните, които се нуждаят от обработка - в килия с произволен адрес. Последната инструкция на програмата - е задължително да спре команда работи. Всеки екип включва код на транзакция да бъде изпълнена, и клетъчни адреси, които са обработени от тази команда. Контролният блок включва специален регистър, който се нарича "програма тезгяха". След изтеглянето на програма и данни памет за програма за борба адрес записва първата програма команда. След това компютърът автоматично се превключва в режим на програмата.

Фиг. 3.7. Фон Нойман машина

Контролният блок чете съдържанието на паметта на клетката памет, чийто адрес се съхранява в контра команди, и го поставя в специално устройство - "Command регистър". В регистъра на инструкция съхранява командата по време на неговото изпълнение. Контролният блок декодира операция тип команда, чете данни от паметта на адресите, посочени в заповедта, и да пристъпи към неговото изпълнение. За всяка команда, управляващият блок има алгоритъм за обработка, която е да се разработи контролни сигнали за всички други устройства на машината. Този алгоритъм може да се реализира на базата на комбинаторни логически схеми, или с помощта на специална вътрешна памет, където тези алгоритми са записани под формата на microinstructions включени във фърмуера. Извършване на фърмуера на същия принцип като програмата в основната памет, т.е. въз основа на фон Нойман. Всеки microinstruction съдържа набор от управляващи сигнали за устройства на машината. Имайте предвид, че контролите на командния процесор в съвременните компютърни системи също са изградени на принципа на комбинирани схеми или фърмуер машини, при която разделя на RISC и CISC процесори, които ще бъдат обсъдени по-долу.

Firmware всяка команда трябва да съдържа сигнали, които се променят команди за съдържанието на единица на брояча. По този начин, след приключване на следващата инструкция, програма контра пунктове до следващото място на паметта, на които програмата е следната команда. Контролният блок чете команда, чиито адрес се съхранява в контра команди, го поставя в регистъра на команда и т.н. Този процес продължава до следващата команда се изпълнява не е програма за спиране изпълнение на команди. Интересното е, че и команди и данни в паметта са целочислени двоични набори. За да се разграничи командата от администратора на лични данни не може, следователно, ако програмист забравих да завърши програмата стоп команда, управляващият блок гласи следното клетка памет, в които няма програмни инструкции, и се опитва да ги тълкува като екип.

Специален случай може да се разглежда като отбор безусловно или условно клон, когато е необходимо, за да се изпълни команда, не по реда на тока, и на разстояние от това да се определен брой адреси. В този случай, клон инструкция съдържа адреса на клетката, в която искате да прехвърлите контрол. Този адрес се изписва директно в устройството за управление и програмата брояч скача на програмата на съответната команда.