Понятие структуры и архитектуры ЭВМ.

Электронная вычислительная машина — комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации подготовки и решения задач пользователей.

Эти технические и программные средства взаимосвязаны и образуют структуру ЭВМ.

Структура ЭВМ– совокупность элементов и связей между ними, совместное функционирование, которых приводит к реализации заданных функций ЭВМ, т.е. к вычислениям на основе алгоритмов. Элементами являются технические, программные и аппаратурно-программные средства, которые в свою очередь могут иметь свои структуры.

Архитектура ЭВМ — это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных средств, из которых строится ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение. Конкретная реализация уровней определяет особенности структурного построения ЭВМ. ( Архитектура ЭВМ – понятие, охватывающее общую логическую организацию ЭВМ, состав и назначение её функциональных средств, принципы кодирования и т.п., т.е. все то, что однозначно определяет принцип обработки информации на данной ЭВМ.).

3.2. Структурная схема ЭВМ с открытой архитектурой.

В современных ЭВМ, в частности, персональных,введена общая шина, соединяющая все устройства ЭВМ в единую систему (рис. 3.1).

Шина (информационная шина) представляет собой систему проводников (линий), по которым происходит обмен информацией между компонентами и блоками ЭВМ. Шина состоит из:

- линий передачи данных (ШД),

- линий адресов (ША),

- линий передачи сигналов управления (ШУ).

Единая система аппаратных соединений значительно упрощает структуру, сделав ее децентрализованной. Все передачи данных по шине осуществляются под управлением сервисных программ.

Рис. 3.1.Структурная схема ПЭВМ

Ядро ПЭВМ образуют процессор и основная память (ОП), состоящая из оперативной памяти (ОЗУ) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). ПЗУ предназначается для записи и постоянного хранения наиболее часто используемых программ управления. Подключение всех внешних устройств (ВнУ), дисплея, клавиатуры, внешних ЗУ и других обеспечивается через соответствующие адаптеры- согласователи скоростей работы сопрягаемых устройств или контроллеры - специальные устройства управления периферийной аппаратурой. Контроллеры в ПЭВМ играют роль каналов ввода-вывода. В качестве особых устройств следует выделить таймер - устройство измерения времени и контроллер прямого доступа к памяти (КПД) - устройство, обеспечивающее доступ к ОП, минуя процессор.

Такое формирование структуры ПЭВМ стало стандартным для других классов ЭВМ.

Децентрализация построения и управления вызвала к жизни новые принципы, которые теперь стали общим стандартом структур современных ЭВМ: модульность построения, иерархия управления, магистральность и др.

Рассмотрим более подробно некоторые из них.