Слайд 1Архитектура ЭВМ
Презентация 10-12
Слайд 2Вы можете успешно пользоваться услугами компьютера, не понимая того, что
в нем происходит. Однако чем глубже Вы представляете процессы, происходящие
в ПК, тем лучше будете пользоваться его возможностями… Если что-нибудь случится в процессе работы с компьютером, вероятность того, что Вы примете правильное решение, а не наделаете глупостей и не испортите все окончательно, будет выше.
Питер Нортон
Слайд 3Магистрально-модульный принцип
Модульный принцип позволяет потребителю самому комплектовать нужную ему конфигурацию
компьютера и производить при необходимости ее модернизацию.
Магистральный принцип построения
заключается в том, что все образующие его устройства взаимодействуют между собой единым способом посредство специальной информационной магистрали, или шины.
Магистраль (системная шина) – устройство для переноса информации между блоками компьютера.
Слайд 4Шина данных, по которой данные передаются между различными устройствами.
Шина адреса,
по которой процессором устанавливается адрес требуемой ячейки памяти или устройства,
с которым будет происходить обмен информацией.
Шина управления, по которой передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали.
Шина компьютера служит для передачи данных
и сигналов управления между устройствами
Слайд 5Магистрально-модульный принцип
Слайд 6Основные компоненты ЭВМ
Центральный процессор
Оперативная память
Система ввода/вывода
Слайд 7Центральный процессор
ЦП – устройство, осуществляющее управление взаимодействием всех основных компонентов,
входящих в ЭВМ.
Слайд 8Функции ЦП
дешифрует и выполняет команды программ;
организует обращение к ОЗУ;
инициализирует операции
ввода/вывода и работу периферийных устройств через шины адреса, данных и
управления.
Слайд 9Этапы обработки команды центральным процессором:
Выборка команды;
Декодирование команды;
Выполнение команды;
Запись результата.
Слайд 10Принцип работы ЦП
Выполнение каждой команды состоит из выполнения более мелких
операций – микрокоманд, выполняющих определенный элементарные действия.
Таким образом, каждая команда
реализуется соответствующей микропрограммой, хранящейся либо в ПЗУ, либо организованной аппаратно.
Слайд 11Иерархия вычислительного процесса
Булева операция (выполнение действий на основе логических схем
– логические операции);
Микрокоманда;
Команда ЭВМ;
Оператор ЯВУ (описание алгоритма решения задачи на
языке высокого уровня).
Для определения временных отношений между микрокомандами устанавливается единица времени – такт, в течении которого выполняется самая продолжительная микрокоманда.
Слайд 12Архитектура процессора
Основные блоки:
Устройство управления (УУ) – устройство:
вырабатывающее последовательность управляющих
сигналов, инициализирующих выполнение соответствующей последовательности микрокоманд, реализующих текущую команду;
координирующее работу
всех устройств ЭВМ посредством управляющих сигналов.
Слайд 13Архитектура процессора
Основные блоки:
Арифметико-логическое устройство (АЛУ) – устройство:
служащее для выполнения
арифметических и логических операций над данными поступающими из ОЗУ и
хранящимися в регистровой памяти ЦП (при необходимости в Кэш-памяти),
работающее под управлением устройства управления (УУ).
Результат каждой арифметико-логической операции сохраняется в специальном регистре-сумматоре, являющемся основным для АЛУ.
Слайд 14Характеристики ЦП.
Тактовая частота – количество тактов за 1 секунду (измеряется
в МГц).
Одна команда может выполняться за один или несколько тактов.
Данной
характеристикой в значительной степени определяется быстродействие ЭВМ
Разрядность – количество бит, одновременно обрабатываемых ЦП.
На быстродействие ЦП также могут влиять и другие характеристики.
Слайд 15Память ЭВМ
Память ЭВМ – устройства, служащие для запоминания, хранения и
представления информации.
Основные характеристики памяти:
Объем, измеряемый в байтах;
Время доступа (запись и
чтение), измеряемое в микро- и наносекундах;
Под шириной доступа понимается объем считанной/записанной за одно обращение к памяти информации.
Слайд 16Виды памяти ЭВМ
Внутренняя память:
Сверхоперативная память;
Кэш-память;
ПЗУ;
ОЗУ;
Внешняя память (устройства для хранения информации
методом магнитной / оптической записи):
Жесткие диски (винчестеры);
НГМД;
CD/DVD диски.
Слайд 17Оперативная память
ОЗУ – устройство, служащее для хранения информации, непосредственно обеспечивающей
текущий вычислительный процесс в АЛУ и УУ ЦП.
Свойства ОЗУ:
Энергозависимость;
Дискретная структура
– разделение на ячейки с возможность записи набора бит – машинного слова;
Адресуемость – все ячейки памяти пронумерованы и номер – адрес ячейки;
Произвольный доступ к памяти (RAM).
Слайд 18Система ввода/вывода
Система ввода/вывода обеспечивает связь центральной части ЭВМ (ЦП и
внутренней памяти) с внешней средой (устройствами ввода/вывода и внешней памятью).
Связь
осуществляется посредством интерфейсов, которые представляют собой совокупность шин, управляющих сигналов, электронных схем и протоколов связи для обмена информацией.
Слайд 19Система ввода/вывода
Требования к системе ввода/вывода:
Модульность средств – выполнение отдельных устройств
в виде конструктивно-законченных модулей;
Унифицированность форматов данных, которыми внешние устройства обмениваются
с ЦП и ОЗУ;
Слайд 20Способы организации обмена информацией
В системе ввода/вывода существует два способа обмена
между ОЗУ и внешним устройством:
программно-управляемый доступ
ЦП непосредственно реализует программу ввода/вывода
данных, отбирая данные в ОЗУ и взаимодействуя с внешним устройством.
прямой доступ
ЦП только инициализирует операцию ввода/вывода данных общими командами, запуская работу контроллера устройства, и возвращается к выполнению основной программы, а обменом данными параллельно с работой ЦП занимается контроллер.
Слайд 21Программное обеспечение ЭВМ
Системное ПО
Операционные системы
Средства диагностики и контроля
Прикладное ПО
Пакеты прикладных
программ
Системы программирования
Языки программирования
Трансляторы
Слайд 22Домашнее задание
§ 11
Подготовка к тесту
