Архитектура и структура ПЭВМ

Принципы

Общая структура ЭВМ

II Вычислительные машины (HARDWARE)

Современные ЭВМ построены на основе триггеров – электронных логических устройств, имеющих два устойчивых состояния. Каждый триггер представляет собой один разряд какой-либо ячейки памяти, регистра или сумматора процессора.

Каждый отдельный разряд может хранить минимальную единицу информации - 1 бит. Обычно несколько разрядов (триггеров) объединяются в отдельную ячейку памяти (регистр), имеющую уникальный адрес (номер). Большая часть ячеек-регистров составляет линейно-адресуемую память, в которой располагаются обрабатываемые данные и цепочки машинных команд, часть регистров образует арифметическо-логическое устройство - процессор, работающий по законам булевой алгебры.

Такое строение ЭВМ называется фон-неймановской архитектурой.

а. структура (общая шина)

Архитектура ЭВМ - это общее описание ЭВМ с точки зрения организации в ней потоков информации и способов ее обработки. В отличии от больших универсальных ЭВМ, структура которых организована по иерархическому принципу, ПЭВМ строятся на принципах "магистрально-модульной организации" (включающей стандартный интерфейс, конструктивную совместимость, единое программное обеспечение) и опирающихся на понятие "общей шины".

Интерфейс (Interface) - граница раздела двух систем, устройств или программ, а также элементы соединения и вспомогательные схемы управления, используемые для соединения устройств.

Иерархическая структура подразумевает жесткое централизованное управление потоками информации от источника к приемнику по отдельным магистралям передачи данных. На верхнем уровне управление принадлежит центральному процессору, который определяет, какой специализированный процессор ввода/вывода (канал) должен выполнять процесс передачи данных. Управление и данные передаются этому каналу, который в свою очередь определяет, какое устройство управления руководит нужным устройством (источником или приемником данных), и пытается задействовать его в операции обмена. Решение о выборе объекта управления принимает всегда "вышестоящее" управляющее устройство.

Принцип общей шины подразумевает выдачу информации в общую магистраль, из которой ее берет то устройство, для которого эта информация предназначена. С точки зрения процессора, запись данных в ячейку памяти и вывод на внешнее устройство (ВУ) происходит одинаково, так как каждое ВУ представляет собой порт – аналог ячейки памяти со специальным адресом.

Первым наиболее характерным представителем такого класса ЭВМ была ПЭВМ IBM PC, выпущенная фирмой IBM в 1981 г. Это была машина, которую можно было модифицировать и расширять программными и аппаратными средствами, разрабатываемыми как самой фирмой IBM, так и другими разработчиками.

В настоящее время, подавляющее большинство ЭВМ представляют собой персональные ЭВМ (ПЭВМ или ПК), в основе которых положен магистрально-модульный принцип.

3. Классы ПЭВМ

Можно по-разному классифицировать ПЭВМ, в частности опираясь на характеристики тех или иных устройств. В качестве таких устройств часто выбирают или системную шину или тип процессора.

Например, по разрядности системной шины рассматриваются 8, 16, 24, 32 и 64 разрядные ПЭВМ.

Современные ПЭВМ чаще всего подразделяют на серверы, графические станции, настольные, портативные (notebook - блокнот) и карманные машины. Настольные иногда разделяют на профессиональные, офисные и домашние. Важно понимать, что такое деление условно, и ПЭВМ, с характеристиками мощного сервера может использоваться как простая офисная машина для бухгалтерских расчетов и распечатки бланков.

Дата добавления: 2014-01-04