Архитектура компьютера.

Компьютер состоит из 2 основных частей. Процессор и память. Правильнее сказать было бы, что имеется решающее устройство и запоминающее устройство память.

РУ

ЗУ

В компьютерах используется принцип программного управления, то есть программа представляет собой набор управляющих воздействий, которые выполняются шаг за шагом. Каждый такой шаг или управляющее воздействие называется – командой, то есть программа может быть представлена в виде абстрактной ленты, управляющей решающим устройством. Это решающее устройство представляет собой набор логических элементов с помощью которых выполняются арифметические и логические операции. В классическом варианте внутри решающего устройства нет никаких элементов запоминания, то есть результаты на его выходе существует до тех пор, пока есть воздействующее устройство. Поэтому понадобились некоторые элементы, которые могут запоминать результаты операций. Эти элементы сосредоточены в запоминающем устройстве. Компьютеры отвечают принципу хранения, как команд та и данных в запоминающем устройстве. Теперь можно посмотреть, а из чего должна состоять команда компьютера.

Команда содержит в процессе несколько разных полей. В первом поле содержится код операции. Длина этого поля равна n, чтобы мы могли закодировать весь набор N операций.

Чтобы найти операнты для выполнения операции, мы должны указать их адрес операнта. Желание адресовать максимальное число абонентов оперантов и необходимость указания числа приводит к тому, что команда получается очень длинной, то есть нужна большая сетка разрядов, то есть процессор получается «громоздким». Появляется задача не уменьшая логических возможностей компьютера, уменьшить длину разрядной сетки. Чтобы всё время знать адрес следующей команды внутрь решающего устройства вводят логический элемент – счётчик команд. Это устройство показывает какая команда будет выполнена на следующем шаге, если выполняется некоторая команда ki, то адресом следующей команды является ki+1.

Чтобы не указывать адрес результата команды договариваются, что результаты будут находится всегда в специальном регистре внутри РУ, и этот регистр называется аккумулятор. Ещё можно уменьшить длину команды. Наиболее распространенные в современных микро ЭВМ являются двух адресные команды, которые содержат код операции и адреса первого и второго оперантов. Существуют и одноадресные команды и дальше без адресные команды. Когда известно, где находится один или оба операнта.

Команда поступившая из памяти, должна где-то храниться внутри РУ пока будет дешифрироваться код операции и вычисляться операция. Для хранения команд внутри РУ предусмотрен регистр команд. Для хранения адреса ячейки нужно обратится нам в РУ, необходимо добавить регистр адреса памяти, если нам необходим регистр данных памяти.

В итоге получили некую обобщённую схему процессора. Этот процессор содержит арифметическо-логическое устройство, некое устройство управления, аккумулятор, РТ данных памяти, РТ адреса памяти, счётчик компанд, РТ команд, дешифратор адреса.

Наше решающее устройство путём введения определённых технических элементов преобразовалась в АЛУ, которое выполняет все логические и арифметические операции.

Резистор данных памяти

У

У а

АККА

АЛУ

ДШ

А

Д

Р ОЗУ

Е

С

А

СНК

РТК

УВ/В

УВВ

Шина В/В

Регистр А – это аккумулятор. В нём всегда оказывается результат выполнения операций. Счётчик команд указывает адрес следующей команды, а РТ команд содержит команду в процессе её выполнения Р адреса памяти не подаёт адрес искомой ячейки памяти по шине адреса памяти.

Современные ………….. между отдельными элементами ЭВМ выполняются с помощью шин.

Шины – это набор параллельных проводников, число которых равно числу порядков передаваемых слов. По шине адреса поступают под адреса. Данные из выбранной ячейки поступают в регистр данных процессора по шине данных памяти в режиме чтения, режимы записи наоборот. Шина данных памяти двунаправлена. Для подключения устройств шина имеет классификацию устройств.

Классификацию устройств рассматриваем по:

- назначению

- размерам компьютера

Лекция №3.

Структура персонального компьютера.

На сегодняшний день самая распространённая структура компьютера строится на базе шинной архитектуры.

Шина – набор параллельных проводников по которым распространяются сигналы. Шина может быть выполнена виде печатных проводников на плате или в виде параллельных проводников в кабеле. К шине подключаются все блоки компьютера