Классическая схема ЭВМ (Обобщенная структура ЭВМ)

Развитие Вычислительной Техники (ВТ) обусловлено успехами в 3-х областях:

1. В технологии производства, как элементарной базы ВТ, так и самих машин в целом.

2. В принципах организации ВМ (успехи в развитии архитектуры).

3. В разработке математического и программного обеспечения.

Любая ВМ должна рассматриваться, как некоторый программно – аппаратный комплекс,

обеспечивающий реализацию некоторого класса алгоритмов над информацией.

В процессе работы ВМ все ее компоненты каким-то образом взаимодействуют между

собой. Причем уровни рассмотрения этого взаимодействия могут быть различными:

1) Низший уровень: на уровне электрических импульсов.

2) Высший уровень: взаимодействие узлов ВМ на уровне программных модулей (1 и 2

рассматривать не будем).

3) Функциональный уровень каждого отдельного узла: функция и их реализация

программно – аппаратными средствами (под этим и понимается понятие “Архитектура”).

Опр.Под Архитектурой понимается совокупность свойств и характер ВМ, рассматриваемая

с точки зрения пользователя.

Принцип действия обычной ВМ можно считать копией обычного процесса вычислений.

Этапы вычислений:

1. Определение и задание порядка вычислений.

2. Задание исходных данных.

3. Выполнение вычислений (для получения промежуточных результатов)

4. Получение конечного результата.

Вышеизложенные принципы программного управления реализовывались в аппаратном обеспечении, структура которого постепенно оформилась а приведенную ниже схему, ставшую к настоящему времени классической и включающую:

- блок для выполнения логических и арифметических операций (АЛУ);

- блок для хранения информации (память) или ОЗУ;

- устройства для ввода и вывода данных.

Для обеспечения согласованной работы вышеперечисленных устройств преобразования информации требуется устройство управления (УУ).

На этой схеме линиями разной толщины отмечены потоки:

информации

управляющих сигналов

Используемые в изложении аббревиатуры означают следующее:

УУ – устройство управления,

Увв – устройства ввода,

Увыв – устройства вывода

АЛУ – арифметико-логическое устройство,

ЗУ – запоминающее устройство, память ЭВМ,

ПК –персональный компьютер.

Кратко функционирование устройств ЭВМ можно описать так.

УУ инициирует работу Увв, давая ему команду на выполнение ввода в ЗУ, аналогично инициируется работа Увыв.

УУ указывает, из какой ячейки памяти ЗУ необходимо передавать информацию в АЛУ, какую операцию над этой информацией должно выполнять АЛУ, в какую ячейку памяти должен быть занесен результат операции.

Современные ЭВМ имеют отличия, обусловленные развитием ВТ.

Основные отличия:

- ЗУ представляется несколькими уровнями: Внутреннее или оперативное ЗУ (ОЗУ) и внешнее или ВЗУ. Внутреннее ЗУ содержит информацию, обрабатываемую в определенный промежуток времени, включающий и текущий момент. Внешние ЗУ служит хранилищем всей информации для конкретного пользователя. В современной ЭВМ внешние ЗУ насчитывают несколько уровней.

- АЛУ и УУ объединены в одно устройство, называемое центральным процессором (ЦП);

- в современных ЭВМ и ПК имеется довольно большой арсенал Увв и Увыв.

Структурно современные. ЭВМ и ПК состоит из 2-х частей: центральной и периферийной. К центральной части относят процессор и ОЗУ.