Каталог :: Программирование и комп-ры

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:
УУАЛУ
Регистры
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 2х 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.