Классическая архитектура ЭВМ

ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт интеллектуальных электронных систем (ИИЭС)
Кафедра промышленной электроники
2011

г.

электронный адрес: terehov_vg@mail.ru

техники и умеющих профессионально создавать прикладные программы при разработке современных

автоматических и автоматизированных систем управления промышленными объектами и процессами на основе микропроцессорной техники.

Задача изучения дисциплины – усвоение основных положений современной теории программирования и алгоритмизации прикладных задач.

пособие / И. И. Попов, Т. Л. Партыка. – М.:

Форум: ИНФРА-М, 2008. – 368 с.
Партыка, Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки: учеб. пособие/ Т.Л. Партыка, И.И. Попов. – М.: Форум: ИНФРА-М, 2008. – 400 с.
Дополнительный:
Брябрин, В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ / В.М. Брябрин. – 3-е изд., стер. - М.: Наука. 1990. – 272 с.
Свердлов, С. З. Языки программирования и методы трансляции: учеб. пособие для вузов / С. З. Свердлов. – СПб.: Питер, 2007. – 637 с.
Зельднер, Г.А. Программируем на языке QuickBASIC 4.5: учеб. пособие/ Г.А. Зельднер.– 2-е изд., испр. и доп.– М.: ABF, 1997.– 432 c.
Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения: ГОСТ19.701-90 (ИСО 5807-85). –М.: Изд-во стандартов, 2003.-23 с.

машин, которые сводятся к следующим положениям:
1. Обосновано использование двоичной системы

для представления чисел.
2. Предложен принцип "хранимой программы"
3. Сформулированы основополагающие принципы логического устройства ЭВМ и предложена ее структуру.
Основными блоками, по Нейману, являются:
устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объединяемые в центральный процессор),
память – оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) или оперативная память (ОП),
устройства ввода и вывода (УВВ).

Принципы фон Нейман

– это управляющее слово в двоичном коде, содержащее смысл операции,

и которое является инструкцией для ЭВМ по выполнению определенного действия.

Операция – это законченное действие по пересылке или преобразованию информации, а также по управлению аппаратурой ЭВМ и порядком выполнения последовательности команд.

- операционной и адресной.
Операционная часть (иначе называется кодом операции -

КОП) указывает, какое действие необходимо выполнить с информацией. Адресная часть указывает, в каких ячейках ОЗУ хранится используемая информация -операнды.

Операндами называются данные (числа, коды символов и др.), над которыми в процессоре выполняются различные действия (операции).

по адресу А1;
1.считать число из ячейки памяти по адресу

А2;
сложить эти числа;
сумму поместить в ячейку ОЗУ по адресу A3.

Пример выполнения команды на ЭВМ

Команда должна содержать код операции.
В. Все устройства ЭВМ связаны между

собой системной шиной.
С. Хранение программы вместе с данными в памяти.
D. Программа состоит из последовательного набора команд.

…
А. В способе хранения информации.
В. В способах чтения информации.
С.

В объёме хранимой информации.
D. В отсутствии режима записи данных у постоянной памяти.

устройством управления.
В. Номер конкретной ячейки запоминающего устройства.
С. Результат выполнения операции

в АЛУ.
D. Операнд, хранящийся в запоминающем устройстве.

процессор;
B. Центральный процессор;
C. Контроллер внешнего устройства;
D. Адаптер внешнего устройства.

программы вместе с данными в памяти.
A. Все устройства ЭВМ связаны

между собой системной шиной.
B. Команда должна содержать код операции.
D. Программа состоит из последовательного набора команд.

его логическая структура, дающая общее представление о входящих в него

устройствах и функциональных связях между ними.

Главная отличительная черта архитектуры ПК состоит в наличии системной шины, посредством которой взаимодействуют между собой все устройства.

основные операции по обработке данных и управлению работой других устройств.

Центральный процессор состоит из следующих взаимосвязанных составных элементов:
арифметико-логического устройства,
устройства управления,
внутренней (регистровой) памяти.

выполняя заданную функцию (сложение, вычитание, сдвиг и т. д.).
Устройство

управления (УУ) - часть центрального процессора. Оно вырабатывает распределенную во времени и пространстве последовательность внутренних и внешних управляющих сигналов, обеспечивающих выборку и выполнение команд. Внутренняя память микропроцессора состоит из программно-доступных быстродействующих функциональных регистров.

(Регистр - внутренняя ячейка памяти процессора, предназначенная для временного хранения обрабатываемой или управляющей информации и быстрого доступа к ней.)

(ОП) - функциональное устройство, хранящее информацию для УУ (команды) и

АЛУ (данные).

Постоянная память (ПП). Эта память предназначена только для чтения команд и констант.

Кэш – память предназначена для опережающей выборки команд и данных в целях ускорения основного цикла выполнения команд.

Внешняя память предназначена для долговременного хранения данных большого объема и программ.

Разновидности памяти ПК:

максимальное количество байтов информации, которое можно записать в памяти.
Единицы

измерения:
1 килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт;
1 мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт;
1 гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт;
1 терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт.

Время обращения - интервал времени между началом и окончанием ввода (вывода) информации в память (из памяти).

системной шине через цепочку - контроллер (адаптер) – порт ввода

вывода.
В ПК имеются два типа универсальных коммуникационных портов:
последовательные порты - обеспечивают побитовый (поразрядный) обмен информацией с медленнодействующими или достаточно удаленными ВУ. К ним относятся COM – порт, PC/2 – порт, USB – порт;
Параллельные порты - служат для обмена байтами с более быстродействующими ВУ и находящимися рядом с ПК. Это LPT – порт.

которая содержит целых три шины различного назначения:

–шину данных (ШД), по

которой осуществляется обмен информацией между устройствами ПЭВМ;

–шину адреса (ША), используемую для передачи адресов (номеров ячеек памяти или портов ввода-вывода, к которым производится обращение);

– шину управления (ШУ) для передачи управляющих сигналов.

выполняться ЦП.

Косвенная адресация
Индексная (относительная) адресация

программы с сохранением информации о ее текущем состоянии и передачей

управления специальной программе - обработчику прерываний.

Стек (магазинная память) представляет собой совокупность ячеек памяти с подразумеваемой адресацией, хранящих информацию, требуемую для возврата к выполнению прерванной (основной) программы.
Адресация в такой памяти реализуется с помощью указателя стека, находящегося в ЦП.

Обработка прерываний осуществляется контроллером прерываний

процессор приступают к его обслуживанию:
запоминается состояние прерванной (основной) программы;
распознается источник

прерывания;
организуется переход к подпрограмме обработки прерывания от данного источника;
выполняется подпрограмма обработки прерывания;
восстанавливается состояние прерванной (основной) программы и при возможности продолжается ее исполнение.

оператором
d) кодом операции

Слово.
b) Байт.
c) Бит.
d) Бод.

представления кода адреса к памяти.

c)способ формирования адреса операнда в

памяти.
d)cспособ упорядочивания данных в памяти.

для исполнения команд.
b)Набор команд, выполняемых ЭВМ конкретного типа.
c)Средство описания алгоритмов

программ.
d)Набор команд в конкретной программе.

ПК заключается…
a) В отсутствии режима записи данных у постоянной памяти.
b)

В способах чтения информации.
c) В объёме хранимой информации.
d) В отсутствии режима записи данных у оперативной памяти.