Программирование и комп-ры

Архитектура компьютера


Компьютер  –  Универс.  многфункц.  электр.  программно-упр.   устр-во   для
хранения, обр. и передачи инф-ии.
Под архитект. компьютера понимаестся  совокупность  его  харак-к.  Это  общ.
опис. структ. и функций ЭВМ,  принципа  работы  и  системы  и  сист.  команд
процессора.
Осн. комп. арх-ры:
    > Процессор
    > Внутр. (осн.) память
    > Внешняя память
    > Устр. ввода
    > Устр. вывода.
                                  КОМПЬЮТЕР


АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ              ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
А. О.:
    > Системный блок
    > устр-ва ввода-вывода
С. Б. –корпус, в кот. устанавл. гл. компоненты компьютера
    > Печатные платы
    > Механич. устр-ва.


                ОЗУ        Память ПЗУ



Процессор                                       ВЗУ



      ВВОД           ВЫВОД

Процессор – программно-упр. электр. устр-во, предназн.  для  обр.  инф-ии  и
упр. всей работой компьютера.
Сист. магистраль (шина) – канал связи между разл. устр. компьютера. Сост  из
трёх шин:
    > Шина адреса
    > Шина данных
    > Шина управления
                                 Процессор:
|УУ |АЛУ     |
|   |Регистры|



УУ – устр. управления (предназн. для упр. всеми частями компьютера.
АЛУ – арифметико-логическое устр-во (предн. для работы с данными)
Регистры – внутр. память процессора.
Хар-ки процессора:
    > Разрядность
    > Тактовая частота
Разрядность:  длина  ячейки  для  информации,   которую   может   обработать
процессор в ед. времени.
Такт. частота: скорость работы процессора.
Устройство управления. Управл. осуществл. с помощью  имп.  сигн.  посылаемых
УУ на соотв. входы  управляемых  компонентов.  Управление  машиной  осущ.  с
помощью дешифр. команд (преобраз. двоичн. код в единичн. сикнал)
                                Код Операции



                                 Дешифратор
                                     УУ             .


                             управляющие сигналы
АЛУ – вычисл. инструмент процессора
                                   Данные


                                     Алу


                                  Результат
Через 2 входа в АЛУ пост. данные , рез-ты обработки которых  через  1  выход
передаются дальше.  Кроме  данных  на  АЛУ  пост.  сигналы  –  преобр.  коды
операторов программы. Они указывают что нужно делать с этими данными.
Осн. Устр. в АЛУ является  сумматор,  который  фактически  вып.  все  арифм.
операции.
   Регистры – весьма важный эл-т процессора, предн. для хранения инф-ии в
        виде дв. числа или кода. Регистры – внутр. память процессора.

                       Регистры устройства управления

 Регистр – счётчик команд.
 Для соблюдения алг. ршения необх., чтобы команды вып. в строго опр.
порядке. За собл. этого порядка следит регистр – счётчик команд. Его
содержимым является адрес ячейки памяти, где находится команда. Р-р -
счётчик команд всегда указывает на следующую команду, а не на ту, которая
выполняется в данный момент.

 Р-р команд.
 Выбр. из памяти команда пост. по шине данных  в р-р команд, после чего
начинается её вып. Первым этапом является дешифрация.

 Р-р адреса.
 Для того, чтобы выбрать из памяти очер. команду, содержание счётчика
команд передаётся пошине в р-р адреса.

 Р-р указатель стека.
 Стек – специально организованное опер. запомин. устр-во, блок хранения
которого сост. из ячеек, соед друг с другом в цепочку.
 Процессор берёт на себя осущ. вызовов подпрограмм и возврата в прерванную
программу. Эти ф-ии он выполняет с помощью стека и спец. регистра. В этом р-
ре хранится адрес стека, откуда произошёл вызов в подпрограмму.

 Р-ры общего назначения (РОН)
 Не имеют никакого функц. зн-я и исп. программистами по своему усм.



                 Регистры арифметико-логического устройства


 Р-р аккумулятор.
 Явл. промеж. памятью при вып. арифметических и логических операций. Из 2х
данных, пост. в АЛУ 1 хранится в аккумуляторе. Рез-т операции тоже помещ. в
акк.
 Промеж. память для пересылки данных из 1 чати проц. в др.
 Сам изм. свои данные (инвертирует) Переводит в «0» разряды, сдвигает их (
и (

 Буферные регистры.
 При пост. данных в АЛУ они сначала накапл. в буф. р-рах, тем самым осв.
шина для прохожд. др. данных

 Р-р состояния.
 Хранит инф. о состоянии процессора и вып. им программы в данн. момент
времени.
 Контролирует результат операции, вып. в АЛУ. Для этого он выставляет
единицу в след. разряды:
    > Разряд переноса. («С»)  Единица в этом разряде указ. на то, что вып.
      опер-я закончилась переносом единицы в старший разряд.
    > Отриц. разряд. («N»)Единица в этом разр. показ, что рез-т оп-ии – отр.
      число.
    > Нулевой разряд. («Z») Единица в этом разряде показывает, что во всех
      разрядах рез-т = 0.

 Запомин. эл-том в любом р-ре явл. триггер, который может наход. в одном из
 2х состояний. Одно – запомин. двоичн. нуля, другое – единицы. Число
 триггеров в регистре наз. его разрядностью.

Внутр. память обл 2мя осн. св-вами:
    > Дискретность,
    > адресуемость
Дискретность – состоит из некоторых частиц.  (битов)Память  –  упорядоченная
последовательность двоичн. разрядов (битов)
Эта последовательность делится на группы по восемь разрядов.
Информация в памяти хранится в ячейке. Ячейка памяти – группа  посл.  байтов
внутр. памяти компьютера. Она вмещает в  себя  информ.,  доступн.  для  обр.
одной команды процессора. Сод. ячейки наз. машинным словом. Ячейка  имеет  2
характеристики:
    > Адрес
    > Содержимое
Адрес: числ. значение, индивид. опред. местополож. ячейки в памяти.
Содерж. Тоже числ. значение, хран. в этой ячейке.

                                    ОЗУ.
В процессе6 вып. опер. именно из неё процессор берёт данные  для  обр.  и  в
неё зап. рез-т. При выкл. компьютера её содерж. стирается.

                                    ПЗУ.
Предназн. для хранения небольших, но очень важных прогр. для комп.
Видеопамять: Хранит код изобр. вывод. на дисплей.
Кэш-память: хранит наиболее часто используемые участки опер. памяти.

Между любым устр. и ОЗУ имеются 2 промеж. звена:
    > Контроллер (адаптер) упр. внешн. устр-вом
    > Сист. магистраль(общая шина) канал связи.
Систю. шина сод. 3 магистрали:
    > Маг. данных
    > Маг. адреса
    > Ман. упр-я
Маг. данных предн. для перед. и приёма данных. Двунаправлена.
Маг. Адреса предн. для передачи цифр. адреса яч. памяти или внешн.  устр-ва.
Однонаправлена.
Маг. упр. предн. для перед. сигн. упр-я, кот. сопр.  любую  передачу  адреся
или данных. Двунаправлена.

Каждая команда предст. собой посл. дв. разр. и содержит  код  опер,  которую
надо выполнить по данной команде, инф. об операндах и о  там,  куда  следует
помест. рез-т.
Операнд – эл-т инф, участв.  в вып. операции.
Формат  команды:  совок.  сведений,  которые  задают   её   длину,   состав,
назначение, и взаимное располож. её частей. Чати команды наз полями.
Команды бывают адресными и безадресными.  Безадр:  в  формате  нет  инф.  об
адресах операндов.
Адресная: один или более её адр. расп. в осн. памяти комп.
    > одно-
    > двух-
    > трёхадресные
в зав-сти от кол-ва полей.

Готовая к вып. прогр.  сост  из  посл.  команд,  задающих  порядок  действий
компьютера. Кроме того программа сод. исходн. данные, а  также  исп.  ячейки
памяти для запомин. промеж. и кон. рез-тов.
Перед вып. прогр. загр. в  некоторую  обл-ть  осн.  памяти.  Перед  запуском
прогр.  проц. сообщ. адрес 1 команды, с которой надо начинать вып.  команды,
затем посл. выполн. след. действия:
   1) Извл. из осн. памяти команды, адрес которой наход. в сч. команд.
   2) Расшифровка
   3) Если нужно обр. в память,  то  это  происходит  и  операнды  извл.  из
      памяти.
   4) Вып. опер с кодом, залож. в данной команде (если  р-т  опер.  не  надо
      помещать в память, то проц. переход. к действ. 6)
   5) Сохр. рез-та в памяти
   6) Выч. адреса след. команды и запомин. его в счётчике команд. переход  к
      действию 1.
-----------------------



                            системная магистраль





смотреть на рефераты похожие на "Архитектура компьютера"