Структуры ЭВМ

ЭВМ определяется как программно-управляемое устройство обработки данных в числовой форме. Имеется несколько программных моделей (концепций реализации вычислений на ЭВМ). В большинстве современных ЭВМ реализована классическая концепция, предложенная ученым фон Нейманом

Это архитектура ЭВМ, поддерживает следующие принципы:

· двоичного кодирования,

· программного управления,

· однородности памяти,

· адресуемой памяти.

Классический вариант этой машины по концепции фон Неймана должен содержать следующие блоки (рис.1.1.):

· оперативную память,

· арифметико-логическое устройство,

· устройство управления,

· устройства ввода-вывода,

· внешние запоминающие устройства.

Оперативная память предназначена для хранения, как команд программы, так и данных. По концепции фон Неймана принципиально важно, чтобы команды и данные в оперативной памяти были неразличимы. Это позволяет иметь общую оперативную память с единой адресацией, что упрощает программирование ветвлений программ и более эффективное использование ячеек памяти.

Блок устройства управления предназначен для формирования сигналов управления (микроопераций) для выполнения команд программы. Основными блоками устройства управления являются: регистр указателя адреса очередной команды (счетчик команд), регистр команд, блок дешифрации команды, блоки формирования микроопераций, регистр состояния (программы).

Команды поступают из оперативной памяти на регистр команд устройства управления по шинам передачи команд.

Для непосредственной связи с человеком устройство управления содержало пульт управления и панель сигнализации. В классической схеме ЭВМ предусмотрены устройства ввода и вывода. К устройствам ввода/вывода относятся устройства хранения информации вне ЭВМ и переноса на другие ЭВМ. Внешними устройствами могут быть устройства:

· внешней памяти,

· ввода/вывода

Многомашинные комплексы.

В многомашинных комплексах каждая ЭВМ использует свою операционную систему, а одна из них – дополнительно программу организации совместной работы ЭВМ в комплексе. Схема двухмашинного комплекса на основе моделей IBM/360 представлена на рис.1.2.

Каждая модель комплекса содержит процессор, модули памяти и систему ввода/вывода (каналы в/в). Обмен данными производится через систему ввода/вывода.

Многомашинные комплексы в настоящее время определяются как асимметричные, слабосвязанные многопроцессорные системы; системы с неоднородным доступом к памяти (NUMA–Non-Uniform Memory Access).

Многопроцессорные системы