1.3 Структура компьютеров.

Компьютер строится из совокупностей устройств, обеспечивающих хранение, обработку, ввод и вывод данных. Устройства соединяются между собой, образуя единую систему – компьютер. Совокупность устройств и связей между ними определяет структуру компьютера.

Каноническая структура компьютера.

Компьютер

А Д К Р

КВВ

А

Процессор

Память

Устройства ввода/вывода

- адреса операндов и

Результатов

К – команда

Д – данные

Р – результаты

КВВ – команда

Ввода/вывода

Память– это устройство для хранения данных, в которых размещаются программы и данные.

Процессор– это устройство для выборки команд из памяти и выполнения действий, предписанных командой.

Обработка команды выполняется следующим образом:

1. Процессор посылает в память адрес команды А и из памяти в процессор выбирается команда А.

2. Процессор дешифрует код операции, указанной в команде и читает из памяти операнды А_i,A_j , и т.д. указанные в команде.

3. Процессор выполняет над операциями заданные операции, в результате чего получается результат Р. Результат Р может быть записан в память.

4. Процессор формирует адрес следующей команды путем естественной адресации А:=А+1 или из адресной части команды А:=А_i

Устройства ввода/вывода используются для обмена информацией с человеком или передачи данных. Ввод/вывод инициализируется процессором в соответствии с кодом операции. Операция ввода/вывода иначе называется операцией чтения/записи данных.

Лекция 2

16.02.01 Основные характеристики процессора

1. Длина обрабатываемого слова.

2. Система команд и способы адресации операндов.

3. Быстродействие, определяемое количеством операций, выполняемых за секунду.

4. Стоимость.

1. Длина слова составляет от 1 до 8 байт.

2. Система команд может составлять от нескольких десятков до 600 команд.

3. Быстродействие, в зависимости от области применения компьютеров от 1 млн. операций в секунду до многих миллиардов операций/сек.

4. Стоимость процессора от нескольких десятков центов для специального применения до нескольких тысяч долларов.

Основные характеристики памяти

1. Емкость.

2. Быстродействие.

3. Стоимость.

1. Емкость памяти– это предельное количество данных, размещаемых в ней.

Емкость памяти исчисляется:

1 КБайт = 1024 байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 1024 Мбайт

1 Тбайт = 1024 Гбайт

2. Быстродействие памяти определяется затратами времени на передачу некоторого объема данных при чтении (записи). Для различных типов записывающих устройств оно составляет от нескольких нано секунд до 50 и более милли секунд. Это зависит от удельной стоимости хранения данных в расчете на 1кб, 1Мб, и т.д.

Компьютер должен иметь емкость памяти, достаточную для хранения всех данных и всех программ. Быстродействие, достаточное для выполнение программы за заданное время.

Интерфейс.

Устройства соединяются между собой обычно проводниковыми или оптическими линиями, используемыми для передачи данных.

Устройство А

Устройство В

линия

…………………………………………………..

шина

Совокупность линий и алгоритм передачи данных по ним называют интерфейсом.

Сигнал инициируется одним из устройств и происходит в темпе реализации алгоритма передачи данных.

Интерфейс определяется на двух уровнях:

1. Логическом

2. Конструктивном (физическом)

Конструктивный интерфейс устанавливает электрические и временные параметры сигналов. Кроме того, устанавливается размещение соединительных линий по контактам разъемов и ограничения на предельную длину соединения.

Интерфейс если имеет описывающие стандарт.

Интерфейс подразделяется:

1. Последовательный.

2. Параллельный.

Последовательный интерфейссостоит из одной – двух линий для передачи информации побитно.

В параллельных интерфейсахпередача данных производится байтами, словами и т.д.

Основная характеристика интерфейса – пропускная способность, определяемая предельным количеством данных, передаваемых за секунду.

Пропускная способность зависит от ограничения на длину шины.

1Гб/сек

0. 10 км