5. Повп. Алгоритм Фон-Неймана.
Сущность фон-неймановской концепции выч.машины можно свести к 4 принципам: двоичного кодир-я; программного упр-я; однород-ти памяти; адресности. Принцип двоичного кодир-я.Согласно этому принципу, вся информация, как данные, так и команды, кодир-ся двоичными цифрами 0 и 1. Кажд.тип инф.ии представ-ся двоичной послед-тью и имеет свой формат. Принцип программного упр-я. Все вычисления, предусмотренные алгоритмом решения задачи, д/б представлены в виде программы, состоящей из послед-ти управляющих слов — команд. Кажд.команда предпис-т нек.операцию из набора операций, реализуемых выч. машиной. Команды программы хранятся в послед-х ячейках памяти выч.машины и вып-ся в естеств.послед-ти, т.е. в порядке их полож-я в программе. При необх-ти, с помощью спец.команд, эта послед-ть м/б изменена. Решение об изм-ии порядка вып-я команд программы приним-ся либо на основании анализа рез-тов предшествующих вычислений, либо безусловно. Принцип однород-ти памяти.Команды и данные хран-ся в одной и той же памяти и внешне в памяти неразличимы. Распознать их можно только по способу использования. Это позв-т производить над командами те же операции, что и над числами, и, соотв-но, открывает ряд возмож-й. Так, циклически изменяя адресную часть команды, можно обеспечить обращение к последовательным элементам массива данных. Такой прием носит название модификации команд и с позиций современного программ-я не приветствуется. Более полезным явл-ся другое следствие принципа однород-ти, когда команды одной программы могут быть получены как рез-т испол-я др. программы. Эта возмож-ть лежит в основе трансляции — перевода текста программы с языка высокого уровня на язык конкретной ВМ. Принцип адресности.Структурно осн.память сост-т из пронумерованных ячеек, причем процессору в произвольный момент доступна любая ячейка. Двоичные коды команд и данных разд-ся на единицы инф-ии, называемые словами, и хранятся в ячейках памяти, а для доступа к ним исп-ся номера соотв-щих ячеек — адреса.
6. Принцип организац выч процесса. Гарвардская архитектура эвм.
Гарвардская архитектура — арх-ра ЭВМ, отличительным признаком кот. явл-ся раздельное хран-е и обработка команд и данных. Класс. гарв. арх-ра.Типичные операции (сложение и умножение) треб-т от люб.выч.устр-ва нескольких действий: выборку двух операндов, выбор инструкции и её вып-е, и, наконец, сохр-е рез-та. В первом компьютере для хран-я инструкций использовалась перфорированная лента, а для работы с данными — электромеханические регистры. Это позволяло одновр-но пересылать и обрабатывать команды и данные, благодаря чему значительно повышалось общее быстродействие.
Модифицированная гарв.арх-ра.При разделении каналов передачи команд и данных на кристалле процессора, последний должен иметь почти в два раза больше выводов (так как шины адреса и данных сост-т осн.часть выводов МП). Способом реш-я этой проблемы стала идея использовать общую шину данных и шину адреса для всех внешних данных, а внутри процессора использовать шину данных, шину команд и две шины адреса. Такую концепцию стали называть мод.гарв.арх-рой. Такой подход прим-ся в совр-х сигнальных процессорах. Еще дальше по пути уменьшения стоимости пошли при создании однокристалльных ЭВМ — МК. В них одна шина команд и данных прим-ся и внутри кристалла. Разд-е шин в мод. гарв. стр-ре осущ-ся при помощи раздельных управляющих сигналов: чтения, записи или выбора области памяти. Расширенная гарв.арх-ра.Часто треб-ся выбрать три составляющие: два операнда и инструкцию. Для этого сущ-т кэш-память. В ней может храниться инструкция —обе шины остаются свободными и появл-ся возм-ть передать два операнда одновр-но. Исп-е кэш-памяти вместе с разделёнными шинами получило название расш.гарв.арх-ра.