5. Архитектура эвм

5.1. Принципы организации эвм

Принципы, на базе которых строятся архитектуры всех ЭВМ, сформулированы американским учёным Джоном Фон Нейманом и заключаются в следующем.

1. Основными блоками машины являются блок управления, арифметико-логическое устройство (АЛУ), память и устройство ввода-вывода.

2. Информация кодируется в двоичной системе и разделяется на единицы, называемые словами.

3. Алгоритм представляется в виде последовательности управляющих слов, которые определяют смысл операции. Эти управляющие слова называются командами. Совокупность команд, представляющая алгоритм, называется программой.

4. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Разнотипные слова различаются по способу использования, но не по способу кодирования.

5. Устройство управления и АЛУ объединяется в одно, называемое центральным процессором. Они определяют действия, подлежащие выполнению команд в порядке, однозначно определяемой программой.

5.2. Понятие архитектуры эвм

Архитектура – совокупность общих принципов организации аппаратно- программных средств и их характеристик, определяющая функциональные возможности ЭВМ. Понятие архитектуры включает следующие основные компоненты: аппаратные средства, программные средства и вычислительные и логические возможности. В таблице 4 представлен компонентный состав архитектуры ЭВМ.

Таблица 4

Состав архитектуры ЭВМ

Аппаратные средства	Программные средства	Вычислительные и логические возможности
Структура ЭВМ	Системные	Система команд
Организация памяти	Сервисные	Способы адресации
Организация ввода-вывода	Прикладные	Формат команд
Принципы управления		Назначение и состав регистров

Функциональные возможности ЭВМ обуславливаются следующими технико-эксплуатационные характеристиками:

• быстродействие, измеряемое усреднённым количеством операций за единицу времени;

• разрядность и формы представления чисел, которыми оперирует ЭВМ;

• номенклатура, емкость и быстродействие всех запоминающих устройств;

• номенклатура и технико-экономические характеристики внешних устройств хранения, обмена и ввода-вывода информации;

• типы и пропускная способность устройств связи и сопряжения узлов ЭВМ между собой;

• поддержка многопользовательского режима и мультизадачности;

• система и структура команд;

• типы и технико-эксплуатационные характеристики ОС, используемых в машине;

• наличие и функциональные возможности программного обеспечения;

• совместимость;

• возможность подключения к каналам связи и к вычислительным сетям;

• эксплуатационная надежность.

5.3. Принцип открытости архитектуры

Процессор Intel 8086 (и IBM PC, собранный на его базе), созданный в 1981 году с открытой архитектурой является прародителем 85% современных ЭВМ. Такому сильному распространению ПК способствовала идея открытой архитектуры.

Суть концепции открытой архитектуры можно свести к следующему.

• Каждый пользователь может самостоятельно формировать конфигурацию своего компьютера по своему усмотрению. Это означает, что в зависимости от потребности пользователь может подключить к системной шине различные устройства: модем, звуковую плату, клавиатуру электромузыкального инструмента, плату телевизионного приемника и т.п.

• Открытость архитектуры позволила легко модернизировать имеющийся компьютер, например, путем замены винчестера на жесткий диск большего объема, замены процессора, увеличения объема оперативной памяти и т.д.

• Конкуренция среди производителей комплектующих привела к удешевлению компьютеров.