Logo GenDocs.ru


Поиск по сайту:  


Ответы к Экзамену по архитектуре ЭВМ для ССУЗов - файл 1.doc


Ответы к Экзамену по архитектуре ЭВМ для ССУЗов
скачать (369 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc369kb.16.11.2011 03:15скачать

содержание

1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8
Реклама MarketGid:



Архитектура ЭВМ и Вычислительных систем
  1. Понятие архитектуры и структуры ЭВМ. Архитектура фон Неймана.


Архитектурой компьютера считается его представление на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы организации памяти и т.д. архитектура определяет принципы построения, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного запоминающего устройства, внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры различных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.

^ Структура компьютера – совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства – от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации.


Архитектура фон Неймана

В основе построения большинства компьютеров лежат принципы, сформулированные в 1945 г. Американским ученым Джоном фон Нейманом.

  1. ^ Принцип программного управления. Из него следует. Что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. Так как команды расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если после выполнения команды следует перейти не к следующей, а к какой-то другой, используют команды условного и безусловного переходов (ветвление), которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащий следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается по достижении и выполнении команды stop. Таким образом процессор выполняет программу автоматически без участия человека.

  2. ^ Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что храниться в данной ячейки памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять те же действия, что и над данными. Это открывает ряд возможностей. Например, программа в процессе выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции – перевода программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

  3. ^ Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек. Процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти так, чтобы к запомненным в них значениям можно было обратиться или изменить их значение с использованием присвоенных имен.

Компьютеры, построенные на Этих принципах относятся к типу фон-неймановских. Существуют и другие классы компьютеров, отличающиеся от фон-неймановских. В них ,например, может не выполняться прицип программного управления, т.е. они могут работать без счетчика команд.

  1. ^

    Организация классы архитектур ЭВМ. Организация функционирования ЭВМ с магистральной структурой


Архитектура «Звезда» здесь ЦУ соединено непосредственно с ВУ и управляет их работой. (ранние модели машин).

Классическая архитектура фон Неймана. – одно арифметико-логическое устройство (АЛУ) и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд (программа). Это однопроцессорный компьютер. Вычислительная машина включает пять базовых компонент и состоит из следующих типов устройств:

  • Центральный процессор (ЦП, CPU),включающий АЛУ и УУ

  • Запоминающие устройства, включающие ОП и внешние ЗУ

  • У
    стройства ввода вывода – внешние (периферийные) устройства (ВУ)


И
ерархическая структура
– ЦУ соединено с периферийными процессорами, управляющими в свою очередь контроллерами, к которым подключены группы ВУ


^ Магистральная структура (общая шина) – процессор(ы) и блок(и) ОП взаимодействуют между собой и с ВУ через внутренний канал, общий для всех устройств. (Машины DEC, ПЭВМ, IBM-pc-совместимые)

К этому типу архитектуры относится также архитектура персонального компьютера: функциональные блоки связаны здесь между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.

Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы – шину адреса, шину данных и шину управления.

Периферийные устройства подключаются к компьютеру через контроллеры – устройства управления периферийными устройствами.

Контроллер – устройство, которое связывает периферийное оборудование и/или каналы связи с ЦП, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.

Все архитектурные элементы базируется на следующих схемных элементах и базовых узлах:

  • Память обычно использует возможности и свойства триггеров и его аналогов;

  • Счетчик(регистр) адреса команд

  • Сумматор

  • Дешифратор команд





  1. ^

    Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности.


Алгебра логики – это математический аппарат, с помощью которого записывают, вычисляют, упрощают и преобразовывают логические высказывания.

Создателем алгебры логики является английский математик Джордж Буль (19 век), в честь которого она названа булевой алгеброй высказываний.

^ Логическое высказывание – это любое повествовательное предложение, в отношении которого можно однозначно сказать, истинно оно или ложно.

Например, предложение «6 – четное число» - высказывание, так как оно истинное.
Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера, поскольку основной системой счисления в компьютере является двоичная, в которой используются цифры 1 и 0, а значений логических переменных тоже два: 1 и 0.

^ Логический элемент компьютера — это часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию.

Логическими элементами компьютеров являются электронные схемы И, ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ и др. (называемые также вентилями), а также триггер. С помощью этих схем можно реализовать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Работу логических элементов описывают с помощью таблиц истинности.

Базовые логические элементы И, ИЛИ, НЕ

Схема И реализует конъюнкцию (логическое умножение) двух или более логических значений. 



Эл. схема



^ Таблица истинности

 х

y

х и у

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1


Единица на выходе схемы И будет тогда и только тогда, когда на всех входах будут единицы. Когда хотя бы на одном входе будет нуль, на выходе также будет нуль. Связь между выходом z этой схемы и входами х и у описывается соотношением z = х ^ у (читается как «х и у»). Операция конъюнкции на функциональных схемах обозначается знаком & (читается как «амперсэнд»), являющимся сокращенной записью английского слова and.

^ Схема ИЛИ реализует дизъюнкцию (логическое сложение) двух или более логических значений.



Эл. схема



^ Таблица истинности

 х

y

х или у

0

0

0

0

1

1

1

0

10

1

1

1


 

^ Когда хотя бы на одном входе схемы ИЛИ будет единица, на ее выходе также будет единица. Знак «1» на схеме — от устаревшего обозначения дизъюнкции как «>=!» (т.е. значение дизъюнкции равно единице, если сумма значений операндов больше или равна 1). Связь между выходом z этой схемы и входами х и у описывается соотношением z = х или у.

Схема НЕ (инвертор) реализует операцию отрицания.



frame1

Связь между входом х этой схемы и выходом можно записать соотношением Z = , где х читается как «не х» или «инверсия. Если на входе схемы 0, то на выходе 1. Когда на входе 1 на выходе 0.


  1.   1   2   3   4   5   6   7   8

    Реклама:





    Скачать файл (369 kb.)

    Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru
Разработка сайта — Веб студия Адаманов