Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Гл. 2. ПРОГРАММНОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОМ
Программирование – это процесс создания программ. Носителем информации является сообщение. Данные – это сообщения, закодированные в форму, пригодную для хранения и обработки их компьютером на основе двоичного набора знаков. Порядок выполнения операций над данными строится на основе некоторого алгоритма. Программу можно рассматривать как алгоритм, записанный на понятном для компьютера языке, и данные, которые компьютер будет обрабатывать в соответствии с этим алгоритмом. Современные компьютеры преимущественно базируются на архитектуре фон Неймана – совместное хранение данных и программ. Алгоритм любой программы реализуется в виде команд, выполняемых процессором шаг за шагом (программа = данные + команды). Команда состоит из кода выполняемой опера-ции (оператор) и адресной части (операнды).
Закодированное представление команды процессора - машинный код. Регистры – дополнительные поименованные ячейки памяти процессора. одноадресная команда (содержимое ячейки х ОЗУ сложить с содержимым сумматора (регистр АЛУ процессора), а результат оставить в сумматоре);
двухадресная команда (сложить содержимое ячеек х и y, а результат поместить в ячейку y);
трехадресная команда (содержимое ячейки x сложить с содержимым ячейки y, сумму поместить в ячейку z);
Вопрос 11. Принципы логического устройства ЭВМ.
Кроме архитектуры ЭВМ Нейман предложил основополагающие принципы логического устройства ЭВМ: • 1.Принцип программного управления. Он обеспечивает автоматизацию процессов вычислений на ЭВМ. Согласно этому принципу программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. • ЦМП состоит из регистров, каждый из которых имеет своё назначение. • Регистр – специализированная дополнительная ячейка памяти в процессоре. Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. ( ЦМП включает сумматор – регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции. Сумматор - вычислительная схема, выполняющая процедуру сложения поступающих на ее вход двоичных кодов; сумматор имеет разрядность двойного машинного слова. ) • Счетчик команд – регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды, он служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти. То есть, с его помощью осуществляется выборка программы из памяти. Этот регистр последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. • Регистр команд – регистр УУ для хранения команды на время её выполнения. • А так как, команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым осуществляется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.
2.Принцип условного перехода: • При выполнении программы возможен переход к той или иной команде в зависимости от промежуточных результатов вычислений; это допускает создание циклов. Т.е. если нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой – то другой, используются команды условного или безусловного переходов. Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
Обмен И между ЦМП И ОП
Принцип однородности памяти • Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что храниться в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. • Иногда этот принцип называют «принцип хранимой команды или И». И это отсутствие принципиальной разницы между программой и данными дало возможность ЭВМ самой формировать для себя программу в соответствии с результатом вычислений. Команды как и операнды представляются в машинном коде и хранятся в ОЗУ. При работе команды обрабатываются устройством УУ ЦМП, а операнды -- АЛУ. Принцип адресности • Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Это позволяет обращаться к произвольной ячейке (адресу) без просмотра предыдущих. 5.Принцип иерархичности ЗУ • Компромиссом между необходимыми большой емкостью памяти, быстрым доступом к данным, дешевизной и надежностью является иерархия запоминающих устройств: • 1) быстродействующее ОЗУ, имеющее небольшую емкость для операндов и команд, участвующих в вычислениях; • 2) инерционное ВЗУ, имеющее большую емкость для информации, не участвующей в данный момент в работе ЭВМ. Виды памяти
6. Принцип использования двоичной системы счисления: • Информация кодируется в двоичной форме и разделяется на элементы, называемыми словами. В двоичной системе используются две цифры 0 и 1, что соответствует двум состояниям двустабильной системы (кнопка нажата-отпущена, транзистор открыт-закрыт, ...) Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фон - неймановских. На сегодняшний день это подавляющие большинство компьютеров, в том числе и IBM PС – совместимые. Но есть и компьютерные системы с иной архитектурой – например системы для параллельных вычислений. Структура современных ЭВМ поддерживает осн. Принципы, предложенные фон Нейманом
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-14; Просмотров: 423; Нарушение авторского права страницы