· ЭВМ — автомат для переработки и преобразования цифровой или дискретной информации. Это означает, что вся подаваемая на вход ЭВМ информация (текстовая, графическая, числовая и т. п.) должна быть преобразована в набор цифр или чисел, представленных в выбранной системе счисления. Как уже отмечалось, выбор системы счисления является очень ответственной задачей для разработчика.
· ЭВМ управляется специальной программой, которая может либо вводиться в ЭВМ, либо храниться в её памяти. Следует подчеркнуть очень важные функции памяти ЭВМ.
Далее более подробно охарактеризуем каждый функциональный блок ЭВМ.
· Память (запоминающее устройство) — функциональная часть ЭВМ предназначенная для хранения входной информации, выходной информации, промежуточных результатов, вспомогательной информации В памяти машины находятся также программы решения задач, через команды которых осуществляется управление работой всей машины.
Основные параметры, характеризующие память, — емкость и время обращения к памяти.
Емкость памяти — количество байт информации, которое можно записать в памяти. .
Время обращения — интервал времени между началом и окончанием ввода (вывода) информации в память (из памяти). Оно характеризует затраты времени на поиск места и запись (чтение) слова в память (из памяти).
· Арифметико-логическое устройство (АЛУ) — функциональная часть ЭВМ, которая выполняет логические и арифметические действия, необходимые для переработки информации, хранящейся в памяти. Оно характеризуется временем выполнения элементарных операций; средним быстродействием, т. е. количеством арифметических или логических действий (операций), выполняемых в единицу времени (секунду); набором элементарных действий, которые оно выполняет. Важной характеристикой АЛУ является также система счисления, в которой осуществляются все действия.
В микропроцессорах важную роль играют шины данных и адресные шины или адресные магистрали.
Вычислительные машины, построенные на основе микропроцессора, называются микроЭВМ и отличаются тем, что обычно имеют два вида памяти: RAM (Random-Access-Memory) — память с произвольной выборкой (ППВ) и ROM (Read-Only-Memory) — постоянная память (ПИ) на интегральных схемах. В постоянную память можно вложить уже новый транслятор с алгоритмического языка или готовый пакет программ, выполняющий определенную функцию. Это позволяет расширить возможности микроЭВМ путем изготовления модулей расширения в виде ROM. На рисунке 2.2. представлена структурная схема микропроцессора. Структурная схема микроЭВМ представлена на рис. 2.3.
Наличие входного и выходного каналов, а также средств и методов взаимодействия (интерфейса) ЭВМ с внешними устройствами позволяет существенно повысить скорость работы всего комплекса от ввода информации в машину до вывода ее. Фактически для осуществления подобного принципа работы необходимо иметь несколько ЭВМ, выполняющих разные функции: управление работой всего комплекса устройств, выполнение арифметических и логических действий, ввод и вывод информации. Все это свидетельствует о существенном усложнении структуры ЭВМ, и эта тенденция сохраняется для персональных ЭВМ, к которым уже в полной мере можно применять термин «вычислительные системы» .
|
Рис.2.3. Структурная схема микроЭВМ
2.4 Архитектура ЭВМ
Архитектура компьютера определяет принцип действия, информационные связи и взаимное соединение основных узлов компьютера.
Архитектура включает:
· Описание пользовательских возможностей программирования;
· Описание системы команд и системы адресации;
· Организацию памяти и т.д.
Классическая архитектура компьютера.
Классическая архитектура – это архитектура фон Неймана (рассмотрена выше). Данная архитектура предусматривает :