Архитектура компьютера


Чтобы посмотреть презентацию с оформлением и слайдами, скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.
Текстовое содержимое слайдов:

Архитектура компьютера Ф.И.О. автора: Кудрявцева Татьяна ДмитриевнаНазвание образовательной организации: МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №4» г. ЛивныГод и место создания работы: 2010 год, г. Ливны Электронная вычислительная машина (ЭВМ), или компьютер (англ. computer - вычислитель) — это электронное устройство, которое предназначено для ввода, обработки, выдачи и хранения информации и в котором вычислительный процесс управляется программой.ЭВМ аналоговые дискретные гибридные АВМ (или цифровые) ГВМ ЦВМ Архитектура компьютера – это общая схема построения компьютера с учётом взаимных связей между аппаратными и программными средствами.Считается, что основные идеи построения современных ЭВМ сформулировал в 1945 г. американский математик Джон фон Нейман. Джон фон НЕЙМАН (28.12.1903 - 8.02.1957) — американский математик венгерского происхождения. Внес большой вклад в создание первых ЭВМ и разработку методов их применения. Известен как основатель современной архитектуры компьютеров (так называемая архитектура фон Неймана). Важный вклад сделал в квантовую физику, функциональный анализ, теорию множеств, информатику, экономику и другие отрасли науки. Создатель теории игр и концепции клеточных автоматов. Основные принципы организации ЭВМ по Дж. фон Нейману следующие.1. Принцип двоичного кодирования. Согласно этому принципу ЭВМ должна работать не в десятичной, а в двоичной системе счисления. Это позволяет данные и команды представить в виде двоичных последовательностей.2. Принцип программного управления. Все вычисления в машине должны быть представлены в виде программ. Программа состоит из набора команд, которые выполняются автоматически в порядке их следования в программе. При необходимости эта последовательность может быть изменена с помощью специальных команд.3. Принцип однородности памяти. Согласно этому принципу, и команды, и данные хранятся в одной и той же памяти и внешне в памяти они неразличимы. Это позволяет над командами производить те же операции, что и над числами.4. Принцип адресности основной памяти. Основная память должна состоять из пронумерованных ячеек, каждая из которых доступна в любой момент времени по ее двоичному адресу или по присвоенному ей имени (имя ячейке присваивается в программе, и соответствующий этому имени адрес должен храниться в основной памяти на протяжении всего времени выполнения программы).Структура ЭВМ, предложенная фон Нейманом, должна содержать следующие основные устройства:— память;— устройство управления (УУ);— арифметико-логическое устройство (АЛУ);— устройство ввода/вывода информации. Общая структура ЭВМ Под командой понимается управляющий сигнал, сформированный в устройстве управления.Поле команды состоит из двух частей: операционной и адресной. В операционной части указывается код операции (КОП). Код определяет действие, которое должна выполнить ЭВМ, Адресная часть команды содержит адреса операндов (числа или символы), участвующих в операции. Под адресом ячейки понимается номер ячейки, где записана информация, необходимая для выполнения команды. В зависимости от количества адресов, указанных в команде, различают следующие форматы команд: одноадресные, двухадресные, трехадресные. Современные компьютеры выполняют несколько сотен различных команд. Все команды можно разделить на группы в зависимости от выполняемых операций:операции пересылки данных;арифметические операции;логические операции;операции обращения к внешним устройствам компьютера;операции передачи управления;обслуживающие и вспомогательные операции. Концепция ЭВМ, предложенная фон Нейманом, предполагает использование единой памяти, как для хранения данных, так и команд. Это, с одной стороны, обеспечивает большую гибкость организации вычислений, но с другой стороны, без принятия специальных мер защиты снижается надежность выполнения программы. Это объясняется тем, что поскольку команды, программы и данные кодируются двоичными числами, то теоретически возможно разрушение программы, если обратиться в область программы как к данным. Такой подход был принят при разработке ЭВМ в Принстонском университете, из-за чего он получил название принстонской архитектуры. Данная архитектура считается классической.Почти одновременно в Гарвардском университете был предложен другой подход, который получил название гарвардской архитектуры. При такой архитектуре ЭВМ имела отдельную память для команд и отдельную память для данных. Причем программу нельзя разместить в свободной области памяти данных и наоборот. Гарвардская архитектура применяется главным образом в управляющих компьютерах, т. е. компьютерах, которые запрограммированы на управление какими-либо техническими устройствами или системами.

Приложенные файлы

  • ppt file21
    Размер файла: 467 kB Загрузок: 2