1.1 Понятие вычислительной системы. Архитектура вычислительной системы. Принцип программного управления. Основные хар-ки эвм. Классификация эвм.
Вычислительная система (ВС) — это взаимосвязанная совокупность аппаратных средств вычислительной техники и программного обеспечения, предназначенная для обработки информации. Электронная вычислительная машина — комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации подготовки и решения задач пользователей.
Архитектура ЭВМ — это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных средств, из которых строится ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Конкретная реализация уровней определяет особенности структурного построения ЭВМ.
Принцип программного управления. Программа состоит из набора команд, выполняющихся процессором автоматически в определенной последовательности.
Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти. Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного перехода, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».
Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ (быстродействие и производительность, показатели надежности, достоверности, точности, емкость оперативной и внешней памяти, габаритные размеры, стоимость технических и программных средств, особенности эксплуатации и др.);
характеристики и состав функциональных модулей базовой конфигурации ЭВМ; возможность расширения состава технических и программных средств; возможность изменения структуры;
состав программного обеспечения ЭВМ и сервисных услуг (операционная система или среда, пакеты прикладных программ, средства автоматизации программирования).
Т радиционно электронную вычислительную технику (ЭВТ) подразделяют на аналоговую и цифровую. В аналоговых вычислительных машинах (АВМ) обрабатываемая информация представляется соответствующими значениями аналоговых величин: тока, напряжения, угла поворота какого-то механизма и т.п. В настоящее время под словом ЭВМ обычно понимают цифровые вычислительные машины, в которых информация кодируется двоичными кодами чисел.
1.2 Функциональная организация эвм. Представление данных в эвм. Машинные операции. Методы и способы адресации информации. Форматы команд. Общий алгоритм выполнения команды.
РгА – аккумулятор; БД – буфер данных;
РгП – регистр признаков; БА – буфер адреса;
БР1, БР2 – буферные регистры; SP – указатель стека;
РгК – регистр команд; PC – счетчик адреса команд;
ДшК – дешифратор команд; PA – регистр адреса;
СДК – схема десятичной коррекции; РОН – регистр общего назначения;
ША – шина адреса; АЛУ – арифметико-логическое устройство
Команда — задание процессору на выполнение определённого действия, различаются по формату, размерности, логике функций.
— по формату: в любой команде есть КОП(код операции), который в зависимости от процессора может находиться в начале команды или конце, далее пишется адрес или данные. Команды могут быть 1(RAR),2(ANI 00),3 (LHI H,0000) байтными
— по логике различают: арифметические, логические, системные, команды переходов, пересылке данных.
Непосредственная – операнд находится в самой команде (ani 00)
Прямая – источник или приемник ячейка памяти (LDA 1fff)
Регистровая — источник или приемник РегистрОбщегоНазнач (CMP B)
Косвенная – источник или приемник – содержимое ячейки (INR M)
Так же есть стековая, относительная, с пост(пред)инкрементом, с пост(пред)декрементом[bnre – обычно для организации циклов.]
В общем случае: считывается команда по адресу содержимое PC передается на шину адреса генерируется сигнал чтения памяти по адресу PC содержимое по ШД передается в регистр команд, который подключен к ДшК, далее идет распознание команды, если команды считана полностью то процессор приступает к ее выполнению, в противном случае процессор дочитывает команду, на ШД выдаются адреса следующих ячеек памяти, содержимое оторых пишется во временные регистры, после чего процессор приступает в выполнению. РС всегда указывает адрес следующей команды.
Для представления информации в памяти ЭВМ (как числовой так и не числовой) используется двоичный способ кодирования.
Элементарная ячейка памяти ЭВМ имеет длину 8 бит (1 байт). Каждый байт имеет свой номер (его называют адресом). Наибольшую последовательность бит, которую ЭВМ может обрабатывать как единое целое, называют машинным словом. Длина машинного слова зависит от разрядности процессора и может быть равной 16, 32 битам и т.д.
Для кодирования символов достаточно одного байта. При этом можно представить 256 символов (с десятичными кодами от 0 до 255). Набор символов персональных компьютеров чаще всего является расширением кода ASCII.