(Презентация) Информатика 2012

ОБЩАЯ СТРУКТУРА КОМПЬЮТЕРА

Центральный процессор (ЦП) – управляет функционированием всей системы и выполняет обработку данных.

Оперативная память (ОП) – хранит исходные данные и всю необходимую информацию для обработки данных.

Устройства ввода-вывода (УВВ) – перемещают данные между компьютером и окружающей средой в обе стороны.

Системные внутренние связи – некоторый механизм,

обеспечивающий обмен информацией между ЦП, ОП, УВВ.

81

ПРИНЦИПЫ ДЖОНА ФОН НЕЙМАНА

1.Принцип двоичного кодирования.

2.Принцип программного управления - ЦП выполняет программу, состоящую из набора команд.

3.Принцип однородности памяти – программы и данные хранятся в одной и той же памяти, и над данными любого типа (число, текст, команда) могут быть выполнены одни и те же действия.

4.Принцип адресности – ОП состоит из ячеек, каждая из которых имеет свой адрес.

5.Принцип линейности памяти – память имеет линейную структуру, т.е. представляет собой вектор.

82

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР

ЦП (CPU – central processing unit) - центральное вычислительное устройство , отвечающее за выполнение арифметических операций, заданных программами операционной системы, и координирующее работу всех устройств компьютера.

Современные ЦП, выполняемые в виде отдельных микросхем (чипов), называют микропроцессорами.

83

СОСТАВ ЦЕНТРАЛЬНОГО ПРОЦЕССОРА

АЛУ УУ

Регистры

84

СОСТАВ ПРОЦЕССОРА

1.Устройство управления (УУ) организует процесс выполнения программ и координирует взаимодействие всех устройств ЭВМ во время её работы.

2.Арифметическо-логическое устройство (АЛУ)

выполняет арифметические и логические операции над данными: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение и др.

3.Регистры – запоминающие устройства (ячейки памяти), используя которые, процессор выполняет расчёты и сохраняет промежуточные результаты.

85

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Процессор выполняет программу, хранящуюся в ОП компьютера и состоящую из последовательного набора команд.

УУ вырабатывает управляющие сигналы во все блоки микропроцессора и компьютера в целом для исполнения заданной команды.

Основные регистры УУ

Регистр команд – хранит код текущей команды. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные - для хранения кодов адресов операндов. Пример: 01 20 24 2С

01 – код команды; 20 и 24 – адреса ячеек с исходными данными; 2C – адрес ячейки, куда будет записан 86 результат.

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

Счетчик команд - регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу текущей команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти.

В процессе работы с текущей командой значение счетчика увеличивается на 1 (если

текущая команда не является командой перехода)

– образуется адрес следующей команды.

При выполнении команд безусловного и условного переходов в счетчик команд записывается адрес перехода.

87

РЕГИСТРЫ ПРОЦЕССОРА

Регистр адреса – хранит адрес очередной ячейки ОП при выполнении команды записи или чтения.

Регистр данных – служит для временного хранения данных, записываемых в ОП или считываемых из ОП.

Регистр адреса устройства ввода-вывода (УВВ) –

хранит код устройства ввода-вывода.

Регистр данных УВВ – хранит данные,

передаваемые в УВВ или получаемые из УВВ.

Сумматор – регистр АЛУ, в котором выполняются вычислительные действия.

88

ДЕЙСТВИЯ ЦП ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ

ЗАДАННОЙ ОПЕРАЦИИ

ЦП выполняет:

передачу данных из ЦП в ОП и обратно;

передачу данных из ЦП в УВВ и обратно;

обработку данных в АЛУ;

управление – координирует работу всех устройств компьютера при выполнении команд текущей программы.

89

ЦИКЛИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ

ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Этапы цикла выполнения:

1.ЦП выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения.

2.Выставленное число является для памяти адресом. Память, получив адрес и команду чтения, выставляет содержимое, хранящееся по этому адресу, на шину данных, и сообщает о готовности.

3.ЦП получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её.

4.Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу число, хранящееся в счётчике команд - образуется адрес следующей команды.

90

5. Снова выполняется п. 1.