Операционные системы/Основы архитектуры компьютера
Материал из eSyr's wiki.
Изучение операционных систем невозможно без понимания архитектуры компьютера. Ее мы рассмотрим на примере модели – компьютера фон Неймана. Эту модель Джон фон Нейман описал в техническом отчете по результатам проектирования компьютера EDVAC.
Содержание |
[править] Принципы построения компьютера фон Неймана
[править] Принцип двоичного кодирования
Суть этого принципа заключается в том, что все поступающие и обрабатываемые компьютером данные кодируются при помощи двоичных сигналов. Т.е. как данные, которые должны обрабатываться, так и управляющая информация (команды), кодируются одинаково, в двоичной системе счисления.
[править] Принцип программного управления
Программа состоит из команд, в которых закодирована операция и координаты или сами операнды, над которыми должна выполниться данная операция. Выполнение компьютером программы – это автоматическое выполнение определенной последовательности, составляющих программу. Последовательность выполняемых компьютером команд определяется последовательностью и составом команд и данных, составляющих программу.
[править] Принцип хранимой программы
Для хранения команд и данных программы используется единое устройство памяти, которое представляется в виде вектора слов, все слова имеют последовательную адресацию, команды и данные представляются и хранятся единым образом. Интерпретация информации, размещенной в памяти, происходит в момент выполнения команды, связанной с данной ячейкой памяти, т.е. мы последовательно подошли к какому-то машинному слову и выбрали его как машинную команду, то в этом случае содержимое этого машинного слова интерпретируется как машинная команда, если в такой-то команде операнд ссылается на это же самое машинное слова, то в этом случае содержимое этого машинного слова интерпретируется как данные, которые будут обрабатываться, т.е. это означает, что одну и ту же информацию, записанную в память можно представлять и как команды и как данные.
[править] Архитектура компьютера фон Неймана
Схема компьютера фон Неймана: Изображение:Neimann.jpg
Центральный процессор (ЦП) – компонент компьютера, обеспечивающий выполнение программ. Программы, выполняемые в рамках процессора, координируют работу ОЗУ и внешних устройств.
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – устройство хранения данных, в котором размещается исполняемая в данный момент программа и из которого выбираются команды и данные этой программы.
Внешние устройства – программно управляемые устройства, входящие в состав компьютера.
ЦП состоит из устройства управления (УУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ). УУ обеспечивает последовательный выбор команд, которые необходимо выполнить программе, их контроль, дешифровку и, в зависимости от типа команды, последующую обработку. Последующая обработка может быть двух типов: либо команда выполняется в УУ (это, например, команда передачи управления), либо команда передается в АЛУ (в том случае, если эта команда арифметического типа). АЛУ – устройство, реализующее команды, которые подразумевают обработку данных.
См. также:
