Архитектура компьютера
	
	Архитектура компьютера
Компьютер  –  Универс.  многфункц.  электр.  программно-упр.   устр-во   для 
хранения, обр. и передачи инф-ии. 
Под архитект. компьютера понимаестся  совокупность  его  харак-к.  Это  общ. 
опис. структ. и функций ЭВМ,  принципа  работы  и  системы  и  сист.  команд 
процессора. 
Осн. комп. арх-ры: 
    > Процессор 
    > Внутр. (осн.) память 
    > Внешняя память 
    > Устр. ввода 
    > Устр. вывода. 
                                  КОМПЬЮТЕР 
АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ              ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 
А. О.: 
    > Системный блок 
    > устр-ва ввода-вывода 
С. Б. –корпус, в кот. устанавл. гл. компоненты компьютера 
    > Печатные платы 
    > Механич. устр-ва. 
                ОЗУ        Память ПЗУ 
Процессор                                       ВЗУ 
      ВВОД           ВЫВОД 
Процессор – программно-упр. электр. устр-во, предназн.  для  обр.  инф-ии  и 
упр. всей работой компьютера. 
Сист. магистраль (шина) – канал связи между разл. устр. компьютера. Сост  из 
трёх шин: 
    > Шина адреса 
    > Шина данных 
    > Шина управления 
                                 Процессор: 
|УУ |АЛУ     | 
|   |Регистры| 
УУ – устр. управления (предназн. для упр. всеми частями компьютера. 
АЛУ – арифметико-логическое устр-во (предн. для работы с данными) 
Регистры – внутр. память процессора. 
Хар-ки процессора: 
    > Разрядность 
    > Тактовая частота 
Разрядность:  длина  ячейки  для  информации,   которую   может   обработать 
процессор в ед. времени. 
Такт. частота: скорость работы процессора. 
Устройство управления. Управл. осуществл. с помощью  имп.  сигн.  посылаемых 
УУ на соотв. входы  управляемых  компонентов.  Управление  машиной  осущ.  с 
помощью дешифр. команд (преобраз. двоичн. код в единичн. сикнал) 
                                Код Операции 
                                 Дешифратор 
                                     УУ             . 
                             управляющие сигналы 
АЛУ – вычисл. инструмент процессора 
                                   Данные 
                                     Алу 
                                  Результат 
Через 2 входа в АЛУ пост. данные , рез-ты обработки которых  через  1  выход 
передаются дальше.  Кроме  данных  на  АЛУ  пост.  сигналы  –  преобр.  коды 
операторов программы. Они указывают что нужно делать с этими данными. 
Осн. Устр. в АЛУ является  сумматор,  который  фактически  вып.  все  арифм. 
операции. 
   Регистры – весьма важный эл-т процессора, предн. для хранения инф-ии в 
        виде дв. числа или кода. Регистры – внутр. память процессора. 
                       Регистры устройства управления 
 Регистр – счётчик команд. 
 Для соблюдения алг. ршения необх., чтобы команды вып. в строго опр. 
порядке. За собл. этого порядка следит регистр – счётчик команд. Его 
содержимым является адрес ячейки памяти, где находится команда. Р-р - 
счётчик команд всегда указывает на следующую команду, а не на ту, которая 
выполняется в данный момент. 
 Р-р команд. 
 Выбр. из памяти команда пост. по шине данных  в р-р команд, после чего 
начинается её вып. Первым этапом является дешифрация. 
 Р-р адреса. 
 Для того, чтобы выбрать из памяти очер. команду, содержание счётчика 
команд передаётся пошине в р-р адреса. 
 Р-р указатель стека. 
 Стек – специально организованное опер. запомин. устр-во, блок хранения 
которого сост. из ячеек, соед друг с другом в цепочку. 
 Процессор берёт на себя осущ. вызовов подпрограмм и возврата в прерванную 
программу. Эти ф-ии он выполняет с помощью стека и спец. регистра. В этом р- 
ре хранится адрес стека, откуда произошёл вызов в подпрограмму. 
 Р-ры общего назначения (РОН) 
 Не имеют никакого функц. зн-я и исп. программистами по своему усм. 
                 Регистры арифметико-логического устройства 
 Р-р аккумулятор. 
 Явл. промеж. памятью при вып. арифметических и логических операций. Из 2х 
данных, пост. в АЛУ 1 хранится в аккумуляторе. Рез-т операции тоже помещ. в 
акк. 
 Промеж. память для пересылки данных из 1 чати проц. в др. 
 Сам изм. свои данные (инвертирует) Переводит в «0» разряды, сдвигает их ( 
и ( 
 Буферные регистры. 
 При пост. данных в АЛУ они сначала накапл. в буф. р-рах, тем самым осв. 
шина для прохожд. др. данных 
 Р-р состояния. 
 Хранит инф. о состоянии процессора и вып. им программы в данн. момент 
времени. 
 Контролирует результат операции, вып. в АЛУ. Для этого он выставляет 
единицу в след. разряды: 
    > Разряд переноса. («С»)  Единица в этом разряде указ. на то, что вып. 
      опер-я закончилась переносом единицы в старший разряд. 
    > Отриц. разряд. («N»)Единица в этом разр. показ, что рез-т оп-ии – отр. 
      число. 
    > Нулевой разряд. («Z») Единица в этом разряде показывает, что во всех 
      разрядах рез-т = 0. 
 Запомин. эл-том в любом р-ре явл. триггер, который может наход. в одном из 
 2х состояний. Одно – запомин. двоичн. нуля, другое – единицы. Число 
 триггеров в регистре наз. его разрядностью. 
Внутр. память обл 2мя осн. св-вами: 
    > Дискретность, 
    > адресуемость 
Дискретность – состоит из некоторых частиц.  (битов)Память  –  упорядоченная 
последовательность двоичн. разрядов (битов) 
Эта последовательность делится на группы по восемь разрядов. 
Информация в памяти хранится в ячейке. Ячейка памяти – группа  посл.  байтов 
внутр. памяти компьютера. Она вмещает в  себя  информ.,  доступн.  для  обр. 
одной команды процессора. Сод. ячейки наз. машинным словом. Ячейка  имеет  2 
характеристики: 
    > Адрес 
    > Содержимое 
Адрес: числ. значение, индивид. опред. местополож. ячейки в памяти. 
Содерж. Тоже числ. значение, хран. в этой ячейке. 
                                    ОЗУ. 
В процессе6 вып. опер. именно из неё процессор берёт данные  для  обр.  и  в 
неё зап. рез-т. При выкл. компьютера её содерж. стирается. 
                                    ПЗУ. 
Предназн. для хранения небольших, но очень важных прогр. для комп. 
Видеопамять: Хранит код изобр. вывод. на дисплей. 
Кэш-память: хранит наиболее часто используемые участки опер. памяти. 
Между любым устр. и ОЗУ имеются 2 промеж. звена: 
    > Контроллер (адаптер) упр. внешн. устр-вом 
    > Сист. магистраль(общая шина) канал связи. 
Систю. шина сод. 3 магистрали: 
    > Маг. данных 
    > Маг. адреса 
    > Ман. упр-я 
Маг. данных предн. для перед. и приёма данных. Двунаправлена. 
Маг. Адреса предн. для передачи цифр. адреса яч. памяти или внешн.  устр-ва. 
Однонаправлена. 
Маг. упр. предн. для перед. сигн. упр-я, кот. сопр.  любую  передачу  адреся 
или данных. Двунаправлена. 
Каждая команда предст. собой посл. дв. разр. и содержит  код  опер,  которую 
надо выполнить по данной команде, инф. об операндах и о  там,  куда  следует 
помест. рез-т. 
Операнд – эл-т инф, участв.  в вып. операции. 
Формат  команды:  совок.  сведений,  которые  задают   её   длину,   состав, 
назначение, и взаимное располож. её частей. Чати команды наз полями. 
Команды бывают адресными и безадресными.  Безадр:  в  формате  нет  инф.  об 
адресах операндов. 
Адресная: один или более её адр. расп. в осн. памяти комп. 
    > одно- 
    > двух- 
    > трёхадресные 
в зав-сти от кол-ва полей. 
Готовая к вып. прогр.  сост  из  посл.  команд,  задающих  порядок  действий 
компьютера. Кроме того программа сод. исходн. данные, а  также  исп.  ячейки 
памяти для запомин. промеж. и кон. рез-тов. 
Перед вып. прогр. загр. в  некоторую  обл-ть  осн.  памяти.  Перед  запуском 
прогр.  проц. сообщ. адрес 1 команды, с которой надо начинать вып.  команды, 
затем посл. выполн. след. действия: 
   1) Извл. из осн. памяти команды, адрес которой наход. в сч. команд. 
   2) Расшифровка 
   3) Если нужно обр. в память,  то  это  происходит  и  операнды  извл.  из 
      памяти. 
   4) Вып. опер с кодом, залож. в данной команде (если  р-т  опер.  не  надо 
      помещать в память, то проц. переход. к действ. 6) 
   5) Сохр. рез-та в памяти 
   6) Выч. адреса след. команды и запомин. его в счётчике команд. переход  к 
      действию 1. 
----------------------- 
                            системная магистраль 
	
	
					
							 |