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. программи
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.