Шпора: 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:
Ø Процессор
Ø Внутр. (осн.) память
Ø Внешняя память
Ø Устр. ввода
Ø Устр. вывода.
КОМПЬЮТЕР
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
А. О.:
Ø Системный блок
Ø устр-ва ввода-вывода
С. Б. –корпус, в кот. устанавл. гл. компоненты компьютера
Ø Печатные платы
Ø 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:
Ø Шина адреса
Ø Шина данных
Ø Шина управления
Процессор:
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:
Ø Разрядность
Ø 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 2
х 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 à и ß
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:
Ø Разряд переноса. («С») Единица в этом разряде указ. на то,
что вып. опер-я закончилась переносом единицы в старший разряд.
Ø Отриц. разряд. («N»)Единица в этом разр. показ, что рез-т
оп-ии – отр. число.
Ø 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 2
х состояний. Одно – запомин. двоичн. нуля, другое –
единицы. Число триггеров в регистре наз. его разрядностью.
Внутр. память обл 2мя осн. св-вами:
Ø Дискретность,
Ø 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:
Ø Адрес
Ø 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:
Ø Контроллер (адаптер) упр. внешн. устр-вом
Ø Сист. магистраль(общая шина) канал связи.
Систю. шина сод. 3 магистрали:
Ø Маг. данных
Ø Маг. адреса
Ø 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.
Ø одно-
Ø двух-
Ø 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.
