Структура процесорів ЕОМ - студопедія
Та частина процесора, яка виконує команди, називається арифметико-логічним пристроєм (АЛП), а інша його частина, що виконує функції управління пристроями, називається пристроєм управління (УУ).
Принцип однорідності пам'яті. Програми та дані зберігаються в одній і тій же пам'яті. Тому комп'ютер не розрізняє, що зберігається в даній комірці пам'яті - число, текст або команда. Над командами можна виконувати такі ж дії, як і над даними. Це відкриває цілий ряд можливостей. Наприклад, програма в процесі свого виконання також може піддаватися переробці, що дозволяє задавати в самій програмі правила отримання деяких її частин (так в програмі організовується виконання циклів і підпрограм). Більш того, команди однієї програми можуть бути отримані як результати виконання іншої програми. На цьому принципі засновані методи трансляції - перекладу тексту програми з мови програмування високого рівня на мову конкретної машини.
Ці принципи стали класичними і отримали назву фон-Неймановская. Більшість сучасних комп'ютерів побудовано в згоді з цими принципами.
Тепер дуже коротко згадаємо, що таке програма і алгоритм. Поняття алгоритму (слово алгоритм походить від імені Мухаммед аль Хорезмі, який написав в IX столітті трактат з арифметики десяткових чисел), не замикається тільки областю обчислювальної техніки. За інтуїтивного визначення: Алгоритм - це сукупність правил, строго дотримуючись яких можна перейти від вихідних даних до кінцевого результату. В ВТ під "сукупністю правил" розуміється послідовність арифметичних і логічних операцій. Програма - це запис алгоритму у формі, яка сприймається ЕОМ. Будь-яка програма складається з окремих машинних команд. Кожна команда наказує певну дію і вказує, над якими операндами це дія проводиться. Програма представляє собою сукупність команд, записаних в певній послідовності, що забезпечують рішення задачі на ЕОМ.
Щоб УУ могло сприйняти команди, вони повинні бути закодовані в цифровій формі. Автоматичне управління процесом вирішення завдання досягається на основі принципу програмного управління. що є основною особливістю ЕОМ. (Без програмного управління ЕОМ перетвориться на звичайний швидкодіючий арифмометр або мікрокалькулятор).
Іншим найважливішим принципом є принцип зберігається в пам'яті програми. Згідно з цим принципом програма, закодована в цифровому вигляді, зберігається в пам'яті нарівні з числами. Оскільки програма зберігається в пам'яті, одні і ті ж команди можна витягувати і виконувати необхідну кількість разів. Більш того, над кодами команд (як над числами) можна виконувати деякі арифметичні операції і тим самим модифікувати команди програми.
Команди програми виконуються в порядку, відповідному їх розташуванню в послідовних комірках пам'яті. Однак команди безумовного і умовного переходів можуть змінювати цей порядок відповідно, безумовно, або при виконанні деякої умови, що задається відносинами типу більше, менше або дорівнює. У більшості випадків умова переходу формується в результаті виконання попередньої операції. Саме команди умовного переходу дозволяють будувати не тільки лінійні, але також розгалужені і циклічні програми.
Різноманітність сучасних комп'ютерів дуже велике. Але їх структури засновані на загальних логічних принципах. дозволяють виділити в будь-якому комп'ютері такі головні пристрої:
- пам'ять (пристрої, ЗУ), що складається з перенумерованих осередків;
- процесор. що включає в себе пристрій управління (УУ) і арифметико-логічний пристрій (АЛП);
- пристрій введення;
- пристрій виведення.
Ці пристрої з'єднані каналами зв'язку, по яких передається інформація.
Основні пристрої комп'ютера та зв'язку між ними представлені на схемі). Жирними стрілками показані шляхи та напрямки руху інформації, а простими стрілками - шляхи та напрямки передачі керуючих сигналів.
Загальна схема комп'ютера
- прийом інформації з інших пристроїв;
- запам'ятовування інформації;
- видача інформації за запитом в інші пристрої машини.
- обробка даних за заданою програмою шляхом виконання арифметичних і логічних операцій;
- програмне керування роботою пристроїв комп'ютера.
Зазвичай ці два пристрої виділяються чисто умовно, конструктивно вони не розділені.
У складі процесора є ряд спеціалізованих додаткових комірок пам'яті, що називаються регістрами.
Регістр виконує функцію короткочасного зберігання числа або команди. Над вмістом деяких регістрів спеціальні електронні схеми можуть виконувати деякі маніпуляції. Наприклад, "вирізати" окремі частини команди для подальшого їх використання або виконувати певні арифметичні операції над числами.
Існує кілька типів регістрів, що відрізняються видом виконуваних операцій. Деякі важливі регістри мають свої назви, наприклад:
Давайте ближче познайомимося з комп'ютером, він не так складний, як здається на перший погляд. Великі ЕОМ, які існують і зараз, звані main frame, виглядають як великі шафи, або стійки, розташовані у великих просторих залах. Як ці стійки з'єднані між собою відразу і не побачиш, кабелі лежать під підлогою в так званих кабельних каналах. Мікрокомп'ютери, наприклад, такі як в електронному годиннику або в мікрохвильовій печі, взагалі важко розгледіти. І справа не в тому, що вони знаходяться всередині інших пристроїв. Просто зазвичай вони виконані на одному кристалі кремнію, залиті пластмасою і називаються мікросхемою. Персональний комп'ютер виглядає як кілька стоять на столі і з'єднаних між собою пристроїв. Ви добре знаєте їх назви: системний блок, монітор, клавіатура, принтер. Це, зрозуміло, не повний список. Є ще сканери, модеми, мишки, графічні (плоттери) і багато іншого. І все - таки, все комп'ютери влаштовані приблизно однаково. У кожному є центральний процесор, пам'ять і зовнішні пристрої. Центральний процесор виконує обчислення і керує іншими компонентами комп'ютера. Пам'ять зберігає дані. Зовнішні пристрої забезпечують взаємодію з зовнішнім світом, наприклад з користувачем. Таку структуру обчислювальних машин запропонував ще Ч. Беббедж. Велика розмаїтість цих основних компонент і способів їх з'єднання і дає весь неймовірний світ комп'ютерів. Тут ми розглянемо фізичну організацію персонального комп'ю-тера фірми IBM, його периферію і принципи сполучення окремих компонентів. По-кільки пропонований посібник не є посібником з конструювання ЕОМ, ми не будемо розглядати ці питання дуже детально. Наведених відомостей, проте, досить, щоб зрозуміти принципи роботи IBM / PC, склад додаткового обладнання, що підключається до комп'ютера і особливості його взаємодії з рештою системи. Комп'ютер багато в чому нагадує автомобіль. Він також складається з декількох окремих пристроїв, кожне з яких підключено до одного блоку, званого системним, який грає роль координуючого пристрою. Заглянемо всередину системного блоку (не потрібно намагатися проникнути всередину монітора - там немає нічого цікавого, до того ж це небезпечно): відкриваємо корпус і бачимо якісь плати, блоки, з'єднувальні дроти. Всі основні плати, що входять до складу будь-якої моделі IBM / PC, розміщуються у великому блоці, який отримав назву системного. Системний блок включає всі необхідні компоненти, що дозволяють комп'ютеру працювати без будь-яких доповнень. Складові IBM / PC можна розглядати з трьох різних точок зору: по тому, де вони розміщуються, як вони функціонують, і як вони взаємодіють один з одним. Розглянемо питання просторового розміщення цих складових. Фізично складові IBM / PC можна розділити на компоненти системної плати і плати розширення. На системній платі знаходяться мікропроцесор, перші 64К пам'яті і "вбудовані" програми, такі як базові програми введення / виведення (BIOS), записані в мікросхемах ПЗУ. Системна плата має кілька вільних роз'ємів, призначених для підключення додаткового обладнання, яке може бути введено до складу комп'ютера. Блоки розширення вставляються в ці роз'єми, розташовуючись над системною платою. Щоб зрозуміти їх функціональне призначення, подивимося на структурну схему типового комп'ютера (рис. 1). Вона не претендує на безумовну точність і має на меті лише показати призначення, взаємозв'язок і типовий склад елементів і для того, щоб їм користуватися (так само, як у випадку з автомобілем) не обов'язково знати призначення кожної деталі. Однак, щоб розуміти як працює система, необхідно мати хоча б наближене уявлення про те, як функціонують від-слушні її частини.
