1. Классификация элементов и узлов эвм

Фон-неймановская архитектура

Большинство современных ВМ по своей структуре отвечают принципу программного управления. Типичная фон-неймановская ВМ содержит:

§ память

§ устройство управления

§ арифметико-логическое устройство

§ устройство ввода/вывода.

В любой ВМ имеются средства для ввода программ и данных к ним. Информация поступает из подсоединенных к ЭВМ периферийных устройств (ПУ) ввода. Результаты вычислений выводятся на периферийные устройства вывода.

Связь и взаимодействие ВМ и ПУ обеспечивают порты ввода и порты вывода.

Порт – это аппаратура сопряжения периферийного устройства с ВМ и управления им.

Совокупность портов ввода и вывода - называют устройством ввода/вывода (УВВ) или модулем ввода/вывода (МВВ).

Введенная информация сначала запоминается в основной памяти, а затем переносится во вторичную память для длительного хранения.

Чтобы программа могла выполняться, команды и данные должны располагаться в основной памяти (ОП). Память организована так:

Каждое двоичное слово хранится в отдельной ячейке, которая идентифицируется адресом. Две соседние ячейки имеют следующие по порядку адреса.

Доступ к любым ячейкам запоминающего устройства (ЗУ) основной памяти (ОП) может производиться в произвольной последовательности. Такой вид памяти известен как память с произвольным доступом.

ОП современных ВМ в основном состоит из полупроводниковых оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), которые обеспечивают считывание и запись информации. Для таких ЗУ характерна энергозависимость – при отключении электропитания хранимая информация теряется.

Для энергонезависимости памяти в состав ОП включают постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), также обеспечивающие произвольный доступ. Информация из ПЗУ может только считываться.

Размер ячейки ОП обычно принимается равным 8 двоичным разрядам – байту. Для хранения больших чисел используются 2, 4 или 8 байтов, размещаемых в соседних ячейках с последующими адресами. Например, 32-разрядное число – 200, 201, 202 и 203 адреса. За адрес числа принимают адрес его

младшего байта – метод «остроконечников» (адрес числа – 200); характерен для микропроцессоров фирмы Intel, мини-ЭВМ фирмы DEC.

старшего байта – метод «тупоконечников»; характерен для микропроцессоров фирмы Motorola универсальных ЭВМ фирмы IBM.

В принципе выбор адресации существенен лишь при пересылке данных между ВМ с различными формами адресации или при манипуляции с отдельными байтами числа. В большинстве ВМ предусмотрены специальные инструкции для перехода от одного способа к другому.

Для долговременного хранения больших программ в ВМ обычно имеется дополнительная память, известная как вторичная. Она энергонезависима и чаще всего реализуется на базе магнитных дисков.

Информация хранится в виде специальных программно поддерживаемых объектов – файлов. Согласно стандарту ISO

Файл – это идентифицированная совокупность экземпляров полностью описанного в конкретной программе типа данных, находящихся вне программы во внешней памяти и доступных программе посредством специальных операций.

УУ организует автоматическое выполнение программ и обеспечивает функционирование ВМ как единой системы.

УУ ВМ следует рассматривать как совокупность элементов, между которыми происходит пересылка информации, в ходе которой информация может подвергаться определенным видам обработки. Управление вычислительным процессом сводится к выдаче нужного сигнала управления (СУ) в нужной временной последовательности. Цепи СУ на рисунке показаны пунктирными линиями.

Основная функция УУ – формирование управляющих сигналов, отвечающих за извлечение команд из памяти в порядке, определяемом программой и дальнейшее их исполнение. Формирует СУ для синхронизации и координации внутренних и внешних устройств ВМ.

АЛУ – обеспечивает арифметическую и логическую обработку двух переменных, в результате которых формируется выходная переменная. Функции АЛУ обычно сводятся к простым арифметическим и логическим операциям и операциям сдвига. Также формирует ряд признаков результата (флагов), характеризующих полученный результат и события, произошедшие в результате его получения (равенство нулю, знак, четность, переполнение). Флаги могут анализироваться УУ с целью принятия решения о дальнейшей последовательности выполнения команд.

УУ и АЛУ тесно взаимосвязаны и их обычно рассматривают как единое устройство – ЦП или процессор. В процессор также входит набор регистров общего назначения (РОН) – для промежуточного хранения информации в процессе ее обработки.

Полный текст качаем тут

Можно выделить 4 основные поколения ЭВМ..

1- 1946-1958 - Эл.лампа - Перфокарта, Перфолента

Большие 10³-10⁴

2 1958-1964 - Транзистор - Магнитная Лента - Значительно меньше - 10⁴-10⁶

3. 1964-1972 - ИС – Диск - Мини-ЭВМ 10⁵-10⁷

4. 1972 - настоящее время - БИС - Гибкий и лазерный диск - микроЭВМ - 10⁶-10⁸