Общие сведения об устройстве и работе ЭВМ

Микро-ЭВМ и микропроцессор

Структура любой ЭВМ может быть представлена упрощенной функциональной схемой, приведенной на рис. 1.13. Схема включает в себя память, комбинационное АЛУ, устройство управления, устройства ввода-вывода.

Центральное место в структуре ЭВМ занимает память.

Именно здесь хранятся исходные данные для расчетов, программы обработки этих данных, а так же промежуточные и окончательные результаты вычислений.

Память ЭВМ обычно делится на три части: ОЗУ, ПЗУ и сверхоперативное запоминающее устройство (СОЗУ).

ОЗУ и ПЗУ имеют адресную организацию. Доступ к их ячейкам памяти для записи и чтения информации осуществляется с помощью многоразрядного адреса, воздействующего на цепи группового управления.

СОЗУ представляет собой набор быстродействующих регистров, имеющих индивидуальное управление. Эти регистры обеспечивают работу АЛУ, фиксируя его входные и выходные коды.

Кроме того, СОЗУ используется для временного хранения данных в процессе их обработки.

Выполнение вычислительной машиной арифметических и логических операций над двоичными кодами реализовано в АЛУ.

Общее управление всеми элементами ЭВМ и взаимную синхронизацию их работы обеспечивает устройство управления, исполняющее команды человека-пользователя. Это могут быть команды внешнего управления, поданные, например, с пульта, либо команды программы, заранее занесенные в память.

Команды программы представляют собой двоичные коды, которыми зашифрованы приказы, исполнить те или иные операции математической обработки данных, пересылки данных, управления ходом исполнения программы.

Устройство управления должно автоматически выбирать команду из соответствующей ячейки памяти, исполнять ее, выбирать следующую и т.д.

Обычно используется так называемый естественный порядок выполнения команд, когда последовательно друг за другом выполняются команды, занесенные в ячейки памяти с последовательно увеличивающимися адресами.

Рис.1.13. Функциональная схема ЭВМ

Адрес самой первой ячейки программы устанавливается при этом командой «сброс» внешнего управления.

Естественный порядок выполнения команд не требует каких-либо указаний в кодах команд, то есть используется по умолчанию.

Существуют специальные команды передачи управления, позволяющие нарушать естественный порядок либо безусловно, либо условно (в зависимости от признака результата выполненной АЛУ операции).

Такие команды каким-либо образом указывают устройству управления адрес следующей команды.

Обмен информацией между ЭВМ и внешней средой организуется через устройства ввода-вывода. Следует указать на возможность программного управления вводом-выводом и ввода-вывода по прерываниям.

В первом случае обмен информацией идет по инициативе и под управлением программы.

Во втором – устройство ввода-вывода само запрашивает обслуживание под действием внешних сигналов. Устройство управления, реагируя на этот запрос, прерывает выполнение основной программы ЭВМ и запускает заранее подготовленную программу обслуживания устройства ввода-вывода (программу обработки прерывания). По завершении ввода-вывода под управлением программы обработки ЭВМ вновь возвращается к выполнению основной программы с точки прерывания.

Устройство управления, АЛУ и регистры СОЗУ принято объединять в единый конструктивный блок, называемый центральным процессором.

Дата добавления: 2014-01-04