“Предварительное рассмотрение логической конструкции электронного вычислительного устройства” - работа А. Беркса, Г. Голдстайна и Дж. фон Неймана, где авторы выделяют наиболее важные принципы устройства компьютеров. Они определили и обосновали состав ЭВМ, которая должна состоять из нескольких блоков, каждый их которых выполняет определенную функцию.
Эти блоки есть и в современных компьютерах:
Арифметико-логическое устройство (обработка данных);
Устройство управления (выполнение программы);
Устройство для хранения данных (память);
Устройство ввода (преобразование данных в форму, доступную компьютеру);
Устройство вывода (преобразование результатов в форму, удобную для человека).
Адрес ячейки памяти-это ее номер.
Принцип однородности памяти
Команды и данные хранятся в одной и той же памяти и внешне в памяти неразличимы. Распознать их можно только по способу использования; то есть одно и то же значение в ячейке памяти может использоваться и как данные, и как команда, и как адрес в зависимости лишь от способа обращения к нему. Это позволяет производить над командами те же операции, что и над числами, и, соответственно, открывает ряд возможностей. Так, циклически изменяя адресную часть команды, можно обеспечить обращение к последовательным элементам массива данных. Такой прием носит название модификации команд и с позиций современного программирования не приветствуется. Более полезным является другое следствие принципа однородности, когда команды одной программы могут быть получены как результат исполнения другой программы. Эта возможность лежит в основе трансляции — перевода текста программы с языка высокого уровня на язык конкретной вычислительной машины.
Процессор выполняет команды по следующему алгоритму, который часто называют основным алгоритмом работы процессора:
1. из ячейки памяти, адрес которой записан в счетчике адреса команд, выбирается очередная команда программы, которая сохраняется в специальном регистре команд на время выполнения;
2. значение счетчика адреса команд увеличивается так, чтобы он указывал на следующую команду;
3. выбранная команда выполняется, после чего повторяется весь цикл.
Автоматически выполняя одну команду программы за другой, компьютер может исполнить любой линейный алгоритм. Для использования в программе ветвления и циклы существуют специальный команды перехода, которые на 3 этапе заносят в счетчик адреса новое значение - адрес перехода. Чаще всего используется условный переход, т.е. переход, происходящий только при выполнении определенного условия.
Описанные авторами классические принципы построения вычислительных устройств применялись во всех поколениях ЭВМ. В дополнение к ним в каждом конкретном семействе формулируются свои собственные принципы устройства, благодаря которым обеспечивается аппаратная и программная совместимость моделей. Общие принципы построения конкретного семейства компьютеров называют архитектурой. К ней обычно относят:
Архитектура описывает именно общее устройство вычислительной машины, а не особенности изготовления конкретного компьютера (набор микросхем, тип жесткого диска, емкость памяти, тактовая частота).
Эти блоки есть и в современных компьютерах:
Арифметико-логическое устройство (обработка данных);
Устройство управления (выполнение программы);
Устройство для хранения данных (память);
Устройство ввода (преобразование данных в форму, доступную компьютеру);
Устройство вывода (преобразование результатов в форму, удобную для человека).
Адрес ячейки памяти-это ее номер.
Принцип однородности памяти
Команды и данные хранятся в одной и той же памяти и внешне в памяти неразличимы. Распознать их можно только по способу использования; то есть одно и то же значение в ячейке памяти может использоваться и как данные, и как команда, и как адрес в зависимости лишь от способа обращения к нему. Это позволяет производить над командами те же операции, что и над числами, и, соответственно, открывает ряд возможностей. Так, циклически изменяя адресную часть команды, можно обеспечить обращение к последовательным элементам массива данных. Такой прием носит название модификации команд и с позиций современного программирования не приветствуется. Более полезным является другое следствие принципа однородности, когда команды одной программы могут быть получены как результат исполнения другой программы. Эта возможность лежит в основе трансляции — перевода текста программы с языка высокого уровня на язык конкретной вычислительной машины.
Процессор выполняет команды по следующему алгоритму, который часто называют основным алгоритмом работы процессора:
1. из ячейки памяти, адрес которой записан в счетчике адреса команд, выбирается очередная команда программы, которая сохраняется в специальном регистре команд на время выполнения;
2. значение счетчика адреса команд увеличивается так, чтобы он указывал на следующую команду;
3. выбранная команда выполняется, после чего повторяется весь цикл.
Автоматически выполняя одну команду программы за другой, компьютер может исполнить любой линейный алгоритм. Для использования в программе ветвления и циклы существуют специальный команды перехода, которые на 3 этапе заносят в счетчик адреса новое значение - адрес перехода. Чаще всего используется условный переход, т.е. переход, происходящий только при выполнении определенного условия.
Описанные авторами классические принципы построения вычислительных устройств применялись во всех поколениях ЭВМ. В дополнение к ним в каждом конкретном семействе формулируются свои собственные принципы устройства, благодаря которым обеспечивается аппаратная и программная совместимость моделей. Общие принципы построения конкретного семейства компьютеров называют архитектурой. К ней обычно относят:
- принципы построения системы команд и их кодирования;
- форматы данных и особенности их машинного представления;
- алгоритм выполнения команд программы;
- способы доступа к памяти и внешним устройствам;
- возможности изменения конфигурации оборудования.
Архитектура описывает именно общее устройство вычислительной машины, а не особенности изготовления конкретного компьютера (набор микросхем, тип жесткого диска, емкость памяти, тактовая частота).
Комментариев нет:
Отправить комментарий