Структурная схема эвм. Неймановская архитектура компьютера. Назначение и функции основных элементов схемы. Основной цикл работы эвм.

В настоящее время арифметико-логическое устройство (АЛУ - устройство, в котором производятся все по операции по обработке всех видов информации) и устройство управления (УУ - устройство, обеспечивающее организацию выполнения программы обработки информации и согласованные взаимодействие всех узлов машины в ходе этого процесса) объединены в единую микросхему – микропроцессор.

*устройство, предназначенное для хранения данных, программ и результатов вычисления (запоминающее устройство ЗУ).

*разнообразные устройства, запоминающиеся преобразованием информации в форму, доступную компьютеру –устройство ввода (Увв).

*устройство, преобразующее результаты обработки в доступную человеку форму- устройство вывода( Увыв).

Фон- Неймон сформулировал классические принципы устройства ЭВМ:

-Использование двоичной системы для представления чисел. Этот принцип обеспечил удобство и простоту выполнения арифметических и логических операций.

-Принцип «хранимой информации» - программа должна храниться в виде набора нулей и единиц, при чем в той же самой памяти, что и обрабатываемые ей числа.

-Принцип адресности – команды и данные помещаются в ячейки памяти, доступ кот-ому осуществляется по адресу (номеру).

-Наличие программного счетчика – адрес очередной ячейки памяти, из кот-ой будет извлечена следующая команда программы формируется и хранится в специальном устройстве – счетчики команд.

Структура ЭВМ по Фон Неймона

Устройство ввода увв

\

Процессор (АЛУ УУ)

Устройство вывода увыв

Внешняя память

Память(ОЗУ, ПВУ)

Вся деятельность ЭВМ - это непрерывное выполнение тех или иных программ, причем программы эти могут в свою очередь загружать новые программы и т.д.

Каждая команда состоит из отдельных машинных команд. Каждая машинная команда, делится на ряд элементарных составных частей, которые принято называть тактами. В зависимости от сложности команд она может быть реализована за разное число тактов. Например, пересылка информации из одного внутреннего регистра процессора в другой выполняется за несколько тактов, а для перемножения двух целых чисел их требуется на порядок больше. Существенное удлинение команды происходит, если обрабатываемые данные еще не находятся внутри процессора и их приходится считывать из ОЗУ.

При выполнении каждой команды ЭВМ проделывает определенные стандартные действия: согласно содержимому счетчика адреса команд, считывается очередная команда программы; счетчик команд автоматически изменяется так, чтобы в нем содержался адрес следующей команды; считанная в регистр команд операция расшифровывается, извлекаются необходимые данные и над ними выполняются требуемые действия.

Затем во всех случаях, за исключением команды останова или наступления прерывания, все описанные действия циклически повторяются. После выборки команды останова ЭВМ прекращает обработку программы. Для выхода из этого состояния требуется либо запрос от внешних устройств, либо перезапуск машины.