Архитектура фон Неймана. Эта архитектура ЭВМ предложенна американским ученым Джоном фон Нейманом в 1946 году
Эта архитектура ЭВМ предложенна американским ученым Джоном фон Нейманом в 1946 году. Основные принципы включают:
· состав устройств однопроцессорной ЭВМ (рис. выше);
· использование двоичной системы счисления в машинной арифметике;
· программное управления. Машина выполняет вычисления по программе. Компьютер – это программно-управляемой устройство. Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
· принцип иерархичности памяти. Должно быть, по меньшей мере, два уровня иерархии: основная память и внешняя память.
· адресуемость основной памяти ЭВМ;
· хранение данных и программ в общей памяти ЭВМ;
· состав системы команд процессора.
Большинство современных процессоров для персональных компьютеров в общем основаны на той или иной версии циклического процесса последовательной обработки информации, изобретённого Джоном фон Нейманом.
Важнейшие этапы этого процесса приведены ниже. Этапы цикла выполнения:
- Процессор выставляет число, хранящееся в регистре счётчика команд, на шину адреса, и отдаёт памяти команду чтения;
- 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;
- Процессор получает число с шины данных, интерпретирует его как команду (машинную инструкцию) из своей системы команд и исполняет её;
- Если последняя команда не является командой перехода, процессор увеличивает на единицу (в предположении, что длина каждой команды равна единице) число, хранящееся в счётчике команд; в результате там образуется адрес следующей команды;
- Снова выполняется п. 1.
Данный цикл выполняется неизменно, и именно он называется процессом (откуда и произошло название устройства).
Во время процесса процессор считывает последовательность команд, содержащихся в памяти, и исполняет их. Такая последовательность команд называется программой и представляет алгоритм работы процессора. Очерёдность считывания команд изменяется в случае, если процессор считывает команду перехода — тогда адрес следующей команды может оказаться другим. Другим примером изменения процесса может служить случай получения команды останова или переключение в режим обработки прерывания.
Скорость перехода от одного этапа цикла к другому определяется тактовым генератором. Тактовый генератор вырабатывает импульсы, служащие ритмом для центрального процессора. Частота тактовых импульсов называется тактовой частотой.
Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 880;