Обобщенная структура ЭВМ

Определение ЭВМ

Лекция 1

Основные характеристики и области применения ЭВМ различных классов

Определение. ЭВМ (электронно-вычислительная машина) - это комплекс технических и программных средств, предназначенные для автоматизации подготовки и решения задач пользователей.

Под пользователем понимают человека, в интересах которого проводится обработка данных на ЭВМ.

Определение. Архитектура ЭВМ - это многоуровневая иерархия аппаратно-программных средств, из которых строится ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение.

На рис. 1 приведена обобщенная структурная схема ЭВМ.

Рис. 1. Обобщенная структурная схема ЭВМ.

Принцип действия обычной ЭВМ можно считать копией обычного процесса вычислений, например, с помощью калькулятора.

Этапы вычислений:

1. Определение и задание порядка вычислений.

2. Задание исходных данных.

3. Выполнение вычислений (для получения промежуточных результатов).

4. Получение конечного результата.

В основе функционирования любой ЭВМ лежат два фундаментальных понятия в вычислительной технике:

1. Понятие алгоритма.

2. Принцип программного управления.

Определение. Алгоритм – некоторая однозначно определенная последовательность действий, состоящая из формально заданных операций над исходными данными, приводящая к решению за определенное число шагов.

Свойства алгоритмов:

1. Дискретность алгоритма (действия выполняются по шагам, а сама информация дискретна).

2. Детерминированность (сколько бы раз один и тот же алгоритм не реализовывался для одних и тех же данных – результат один и тот же).

3. Массовость (алгоритм «решает задачу» для различных исходных данных из допустимого множества и дает всегда правильный результат).

Программа. Описание алгоритма на каком-либо языке.

Принцип программного управления был впервые сформулирован венгерским математиком и физиком Джоном фон Нейманом в 1946 году.

Принцип программного управления включает в себя несколько архитектурно-функциональных принципов:

1. Любой алгоритм представляется в виде некоторой последовательности управляющих слов – команд. Каждая отдельная команда определяет простой (единичный) шаг преобразования информации.

2. Принцип условного перехода. В процессе вычислений в зависимости от полученных промежуточных результатов возможен автоматический переход на тот или иной участок программы.

3. Принцип хранимой команды. Команды в ЭВМ представляются в такой же кодируемой форме, как и любые данные и хранятся в таком же оперативном запоминающем устройстве. Это означает, что если рассматривать содержимое памяти, то без какой-либо команды невозможно различить данные и команды. Следовательно, любые команды можно принципиально обрабатывать как данные (информация в ЭВМ отличается не представлением, а способом ее использования).

4. Принцип двоичного кодирования.

5. Принцип иерархии запоминающих устройств.

Дата добавления: 2014-01-06