Основные принципы устройства, структура и состав ЭВМ

В процессе развития вычислительной техники первого поколения были сформулированы основные принципы построения ЭВМ (Джон фон Нейман, США, 1945).

1. Принцип двоичного кодирования. В вычислительной технике должна использоваться двоичная система представления данных, в том числе, нечисловых данных ( текст, графика, звук и др.).

2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.

3. Принцип адресуемости памяти. Данные хранятся в памяти вычислительной машины, которая должна быть разделена на нумерованные ячейки.

4. Принцип последовательного программного управления. Все операции процессор должен выполнять по программе в автоматическом режиме.

5. Принцип жесткости архитектуры. В процессе работы топология и архитектуры ЭВМ не меняется, а программа является изменяемой частью машины.

ЭВМ, построенные на этих принципах, имеют классическую архитектуру или архитектуру фон Неймана. Структурная схема такой ЭВМ показана на рис. 2.1. В состав ЭВМ, имеющей классическую архитектуру, входят:

– центральный процессор, предназначенный для управления работой всех блоков ЭВМ, а также выполнения арифметических и логических операций;

		Рис. 2.1. Структурная схема ЭВМ

– арифметико-логическое устройство (АЛУ), предназначенное для выполнения всех операций с числовыми и символьными данными;

– устройство управления (УУ), которое формирует управляющие импульсы и синхронизирует работу всех блоков ЭВМ;

– внешнее запоминающее устройство (ВЗУ), которое используется для долговременного хранения данных;

– оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), предназначенное для записи, хранения и считывания данных, непосредственно участвующих в информационно-вычислительном процессе;

– устройства ввода и вывода, которые обеспечивают загрузку ЭВМ исходными данными и программами, а также вывод результатов обработки на монитор или принтер.

Лекция 3. Арифметические и логические операции с двоичными числами

Системы счисления

Система счисления —способ записи чисел с помощью заданного набора специальных символов, которые называются цифрами.

Основание системы счисления –количество цифр, используемых для записи чисел.

В математическом аппарате информатики используются десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления (см. табл. 3.1). Все эти системы счисления относятся к системам позиционного типа, в которых величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от ее позиции. В системах же непозиционного типа величина числа не зависит от положения цифры, к непозиционным относится, например, римская система счисления.

Таблица 3.1