T Информационная модель ЭВМ

T Основы организации ЭВМ

Основы организации ЭВМ. Информационная модель ЭВМ. Типовые варианты информационных моделей.

T Страничная адресация

T Относительная адресация

При относительной адресации для получения исполнительного адреса операнда содержимое подполя А_к команды складывается с содержимым счетчика команд.

Таким образом, адресный код в команде представляет собой смещение относительно адреса текущей команды. Адресация относительно счетчика команд базируется на свойстве локальности, выражающемся в том, что большая часть обращений происходит к ячейкам, расположенным в непосредственной близости от выполняемой команды. Это позволяет сэкономить на длине адресной части команды, поскольку разрядность подполя А_кможет быть небольшой.

Главное достоинство данного способа адресации состоит в том, что он делает программу перемещаемой в памяти: независимо от текущего расположения программы в адресном пространстве взаимное положение команды и операнда остается неизменным.

Страничная адресация предполагает разбиение адресного пространства на страницы, которые определяется своим начальным адресом, выступающим в качестве базы.

Старшая часть этого адреса хранится в специальном регистре — регистре адреса страницы. В адресном коде команды указывается смещение внутри страницы, рассматриваемое как младшая часть исполнительного адреса. Исполнительный адрес образуется конкатенацией (присоединением) А_Ск содержимому регистра адреса страницы.

К понятию ЭВМ можно подходить с нескольких точек зрения.

1 Разумно определить ЭВМ с точки зрения ее функционирования. Описать минимальный набор устройств, который входит в состав любой ЭВМ, и тем самым определить состав минимальной ЭВМ. Так же сформулировать принципы работы отдельных блоков ЭВМ и принципы организации ЭВМ как системы, состоящей из взаимосвязанных функциональных блоков. Такое представление называют функциональной моделью ЭВМ.

2 Если рассматривать ЭВМ как ядро некоторой информационно-вычислительной системы, может оказаться полезным показать информационную модель ЭВМ - определить ее в виде совокупности блоков переработки информации и множества информационных потоков между этими блоками.

Обработка чисел, символьной информации, логическая обработка, обработка сигналов - это все частные случаи общего понятия обработка информации. Для ЭВМ характерен признак: информация представляется с помощью двоичных целых чисел. Существует три этапа обработки информации:

· хранение двоичной информации;

· передача от одного хранилища к другому;

· преобразование.

ЭВМ можно представить как совокупность N узлов (У), соединенных каналами связи, рисунок. Узлы соединяют в себе функции хранения и преобразования. По каналам связи передается информация от узла к узлу - потоки информации в каналах связи. Некоторые узлы могут иметь специальную функцию ввода информации в систему и вывода из нее.

Информационная модель ЭВМ

Показанная модель не имеет ограничений на связи между отдельными узлами. Реализовать такую систему весьма сложно. Реально существующие системы имеют ряд ограничений на связи и четкое функциональное назначение отдельных узлов Функции отдельного узла могут зависеть от его состояния. Состояние узла описывается значениями его внутренних полей (регистров), может определяться процессом его функционирования или задаваться извне. Состояние узла будем называть его режимом. Физически режим может определяться значением регистра узла, тогда установить режим узла означает присвоить регистру определенное значение.

По каналам связи узлы могут обмениваться либо значащей информацией (сообщениями), либо управляющей.

Под сообщениями будем понимать последовательности двоичных цифр, сохраняемые или обрабатываемые узлом.

Управляющая информация определяет режимы узлов и каналов связи.

Информационная модель позволяет определить основные характеристики узлов и каналов ЭВМ.

1 Узлы хранения имеют:

· вместимость – максимальную, среднюю или минимальную;

· скорость выборки;

· разрядность выборки.

2 Преобразующие узлы имеют:

· скорость преобразования.

3 Каналы определяются:

· скоростью передачи информации (пропускная способность);

· разрядностью передачи.

t Основные варианты информационных моделей ЭВМ

Из множества возможных соединений отбираются несколько типовых схем, обеспечивающих простоту, возможность реконфигурации (расширения), надежность, стандартизацию и т.д. Можно отметить следующие схемы:

· с шинной организацией;

· специализированные процессоры (каналы);

· схемы с коммутацией;

· архитектуры с распределенными функциями (распределенный интеллект);

с конвейерной организацией

Дата добавления: 2015-04-25