Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ

Лекция1

Содержание лекции:


Фундамент современного сурового компьютерного образования составляют:


Научные предпосылки сотворения ЭВМ

Базы построения электрических вычислительных машин в их современном осознании были заложены в 30-е - 40-е годы прошедшего века видными учеными:

  1. Английским Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ математиком Аланом Тьюрингом и

  2. Янки венгерского происхождения Джоном (Яношем) Нейманом.

  3. Южноамериканском ученом, доктором Массачусетского технологического института Норберту Винеру.

Самую важную роль в разработке и эволюции ЭВМ сыграла наука «Кибернетика». Своим возникновением кибернетика должна южноамериканскому Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ ученому доктору Масачусетского технологического института Норберту Винеру. В собственной книжке « Кибернетика, либо управление и связь в животном и машине», изданной в в 1948 году он доказал концепцию одного подхода к рассмотрению процессов управления в Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ системах различной природы

Кибернетика- наука об общих закономерностях процессов управления в в системах хоть какой природы ( в живых системах , природе и людском обществе)

Главные особенности кибернетики как самостоятельной научной Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ области состоят в последующем:

Суть способа, ставшего одним из самых массивных орудий развития науки и техники, состоит в подмене интересующего нас Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ объекта либо процесса его моделью.

Модель — это другой объект, процесс либо формализованное описание, (более комфортное для рассмотрения, исследования, управления) свойства которого подобны чертам интересующего нас реального объекта

^ Информация – важный ресурс управления

С позиций Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ кибернетики управление есть процесс целенаправленной переработки инфы. Информация есть предмет и сразу итог труда в управлении.

Для правильного осознания архитектуры и действенного использования ЭВМ нужно познакомиться с основными качествами инфы .

Слово «информация Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ» (латинское informatio) значит «разъяснение», «осведомление», «изложение».

Можно предложить более лаконичное определение инфы.

Сама по для себя информация может быть отнесена к категории абстрактных понятий типа математических, но ряд ее особенностей приближает информацию к вещественным объектам. Так, информацию можно получить Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, записать, удалить, передать; информация не может появиться из ничего. Но при распространении инфы проявляется такое ее свойство, которое не присуще вещественным объектам: при передаче инфы из одной системы в другую количество Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ инфы в передающей системе не уменьшится, хотя в принимающей системе оно обычно возрастает.

При отображении на носителе информация кодируется, другими словами ей ставятся в соответствие форма, цвет, структура и другие характеристики частей носителя.

Создателем многих Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ основополагающих работ по теории инфы (а именно, «Математическая теория связи», размещенная в 1948 году в сборнике «Работы по теории инфы и кибернетике» ), является Клод Шеннон.

Информация является предметом исследования таковой науки как информатика Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ.

Информатика – это наука, которая изучает общие закономерности обработки инфы при помощи ЭВМ.

Информатика (фр. information — информация и automatique — автоматика) — область научно-технической деятельности, занимающаяся исследованием процессов получения, передачи, обработки Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, хранения, представления инфы, решением заморочек сотворения, внедрения и использования информационной техники и технологии во всех сферах публичной жизни.

Существует и такое определение:

Информатика — это информация + автоматика.

Возникновение информатики вызвано осмыслением содержания и значения Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ инфы в системах управления и переходом

  1. от автоматизации обычных (рутинных) операций интеллектуального труда к всеохватывающей автоматизации частей творческого процесса;

  2. от компьютерных систем, обрабатывающих информацию на синтаксическом уровне, так именуемых систем обработки данных (СОД Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ), к системам обработки познаний (СОЗ), осуществляющим логические выводы, осмысливающим преобра­зуемую информацию;

  3. от баз данных — хранилищ информационных фактов, связанных структурно меж собой заблаговременно, к базам познаний, устанавливающим логические связи меж фактами, применительно к Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ определенным целям и областям их использования.

Но все имеющиеся определения отражают наличие 2-ух основных составляющих информатики — инфы и соответственных средств ее обработки


Но слово информатика разносторонне, и следует различать информатику - науку Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, информатику - информационную технологию и информацику- отрассель индустрии.


^ Информатика как наука


Одна из Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ многих разновидностей ИВС — вычислительные системы (ВС).

Вычислительная система — это совокупа 1-го либо нескольких компов либо микропроцессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов.

В вычислительной системе Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ компьютер может быть один, но агрегированный с функциональным периферийным оборудованием. Цена периферийного оборудования нередко во много раз превосходит цена компьютера. В качестве всераспространенного примера одномашинной ВС можно привести систему телеобработки инфы.

Но все Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ таки традиционным вариантом ВС является многомашинный и многопроцессорный варианты.


^ Информатика как информационные технологии


Информационная разработка - система процедур преобразования инфы с целью формирования, организации, обработки, распространения и использования инфы. Базу современных информационных технологий составляют:


^ Информатика как ветвь индустрии


Информатика как отдельная ветвь индустрии содержит в себе все главные и обеспечивающие предприятия и организации по обработке Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ данных и производству алгоритмов, программ и средств вычислительной техники.

К главным элементам производственной структуры данной отрасли можно отнести:


В
информатике можно выделить три составные части: hardware (аппаратные средства), software (программные средства), brainware (теоретические способы решения задач: brain – мозг, интеллектуальная способность).


^ ПЭВМ (РС – Personal Computer Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ) – это электрическое устройство, осуществляющее прием, обработку, хранение, выдачу инфы в согласовании с командами юзера.

Архитектура – это совокупа способностей, предоставляемых МП либо ПЭВМ юзеру, работающему на уровне машинных команд. В первом приближении можно Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ сказать, что архитектура микропроцессора – это набор его команд.

Под структурой будем осознавать совокупа блоков устройства и связей меж ними.

Термин “архитектура ЭВМ” был введен сначала 60-х годов одной из Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ групп профессионалов компании IBM, работающей над реализацией проекта ЭВМ семейства IBM-360. Этот термин предназначался для описания общей программной модели семейства IBM-360 на уровне языка ассемблера. В согласовании с понятием архитектура модели ЭВМ могут иметь Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ одну и ту же архитектуру, но отличаться схемной реализацией. Хотя любая ЭВМ этого семейст­ва и должна была соответствовать этому уровню, но некие элементы аппаратных средств, труднодоступные программеру, не были определены. Их Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ уточнение про­изводилось конструкторами каждой модели семейства ЭВМ, удовлетворяющей данным ограничениям по быстродействию и цены. Такая мысль проектирования семейства ЭВМ с одной и той же «архитектурой», в базу которой было положено Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ приемущественно программное обеспечение, была удачно реализована мно­гими производителями ЭВМ.

Таким макаром, архитектура вычислительной машины представляет собой «отпечаток», на базе которого строится ЭВМ. Строго говоря, это система команд и способности по вводу и выводу Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ. Машины, имеющие схожую архитектуру, могут делать одни и те же программки, и к ним можно подключить схожие устройства ввода и вывода.

Реализация компьютера "представляет собой схемное построение машины на базе Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ данной технологии. Производителям ЭВМ экономически целенаправлено из­менить реализацию 1-го из собственных компов заме­ной отдельных модулей на функционально эквивалентные подсистемы с новым технологическим исполнением.

При всем этом аппаратное решение либо Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ организация подсистемы остаются постоянными, а реализация будет другой.

Статья Барка, Голдстайна и фон Неймана «Предва­рительное обсуждение логической структуры ЭВМ», размещенная в 1946 г., представляет собой самую увлекательную работу по архитектуре ЭВМ. Она Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ была написана за 15 лет до того, как в первый раз был введен термин «архитектура ЭВМ». Любопытно сопоставить предложенную нареченными создателями структуру со всеми известными к истинному времени структурами ЭВМ.


^ Вычислительная машина Джона фон Неймана

Принятая сейчас Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ архитектура компов не изменялась с 1946 года, т. е. в течение приблизительно 70 лет.

Сначала 40-х годов фактически все разработки компов производились на базе электромеханических реле. Первой схожей разработкой был маленький Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ компьютер на базе нескольких электромеханических реле, выполненный германским инженером Конрадом Цузе. Но из-за войны работы Цузе не были размещены. В США в 1943 году на одном из компаний компании IBM янки Говард Эйкен Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ сделал более мощнейший компьютер под заглавием “Марк-1”. В качестве устройства ввода-вывода в компьютере использовались перфокарты. Компьютер уже позволял проводить вычисления в сотки раз резвее, чем вручную (с помощью арифмометра), и реально Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ употреблялся для военных расчетов. Но электромеханические реле работали очень медлительно и недостаточно накрепко. Потому, начиная с 1943 года, в США группа профессионалов под управлением Джона Мочли и Преспера Эккерта начала конструировать компьютер ENIAC Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ на базе электрических ламп. Сделанный ими компьютер работал в тыщу раз резвее, чем “Марк-1”. Но обнаружилось, что огромную часть времени этот компьютер простаивал – ведь для задания способа расчетов (программки) в этом компьютере приходилось в Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ течение нескольких часов либо даже нескольких дней подсоединять необходимым образом провода. А сам расчет после чего мог занять всего только пару минут либо даже секунд. Чтоб упростить и ускорить процесс задания Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ программ, Мочли и Эккерт стали конструировать новый компьютер, который мог бы хранить программку в собственной памяти. В 1945 году к работе был привлечен профессиональный венгерский математик и физик Джон фон Нейман. Главные Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ архитектурно-функциональные принципы построения ЦВМ были разработаны и размещены в 1946 году Джоном фон Нейманом и его сотрудниками Г. Голдстайном и А. Берксом в ставшем традиционным отчете “Предварительное обсуждение логического конструирования электрического вычислительного устройства Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ”. Большая часть современных ПЭВМ имеют классическую фоннеймановскую структуру (см. рис 1) и работают в согласовании с принципами фон- Неймана по циклу управления фон-Неймана ( см рис.2.)

Архитектура фон Неймана (англ. von Neumann architecture) — обширно Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ узнаваемый принцип совместного хранения программ и данных в памяти компьютера. Вычислительные системы такового рода нередко обозначают термином «машина фон Неймана», но, соответствие этих понятий не всегда совершенно точно. В общем случае, когда Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ молвят об архитектуре фон Неймана, предполагают физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Наличие данного набора исполняемых команд и программ было соответствующей чертой первых компьютерных систем Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ. Сейчас схожий дизайн используют с целью упрощения конструкции вычислительного устройства. Так, настольные калькуляторы, в принципе, являются устройствами с фиксированным набором выполняемых программ. Их можно использовать для математических расчётов, но нереально применить для обработки текста Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ и компьютерных игр, для просмотра графических изображений либо видео. Изменение интегрированной программки для такового рода устройств просит фактически полной их переделки, и почти всегда нереально. Вобщем, перепрограммирование ранешних компьютерных систем всё-таки производилось Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, но добивалось большущего объёма ручной работы по подготовке новейшей документации, перекоммутации и перестройки блоков и устройств и т. п.

Всё изменила мысль хранения компьютерных программ в общей памяти. Ко времени её возникновения Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ внедрение архитектур, основанных на наборах исполняемых инструкций, и представление вычислительного процесса как процесса выполнения инструкций, записанных в программке, очень прирастило упругость вычислительных систем в плане обработки данных. Один и тот же Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ подход к рассмотрению данных и инструкций сделал лёгкой задачку конфигурации самих программ.





Рис.1. Структура ЭВМ фоннеймановского типа




Рис.2. Цикл управления по фон Нейману.


Принципы фон Неймана

1. Принцип двоичного кодировки.

Согласно этому принципу для представления Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ данных и команд в ЭВМ употребляется двоичная система счисления

2. Принцип программного управления

Машина делает вычисления по про­грамме. Программка состоит из набора команд, которые исполняются автоматом вереницей в определенной последовательности. Kоманды из программки Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ не всегда производятся одна за другой. Может быть присутствие в программке команд условного перехода, которые изменяют последовательность выполнения команд зависимо от значений данных. (Сам принцип был сформулирован за длительное время до Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ фон Неймана Адой Лавлейс и Чарльзом Бэббиджем, но он логически включен в фоннеймановский набор как дополняющий данный принцип.)

3.Принцип хранимой программки

В процессе решения задачки программка ее испол­нения должна располагаться в Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ запоминающем устройстве машины, владеющем высочайшей скоростью подборки и записи.

4. Принцип однородности памяти.

Как программки (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти и кодируются в одной и той Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ же системе счисления — в большинстве случаев двоичной.

Потому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст либо команда. Над командами можно делать такие же деяния, как и над данными.

^ 5 . Принцип Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ адресности основной памяти.

Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, любая из которых доступна программке в хоть какой момент времени по ее двоичному адресу либо по присвоенному ей имени (имя ячейке Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ при­сваивается в программке, и соответственный этому имени адресок храниться в протяжении всего времени выполнения программки).

Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтоб к запомненным в их значениям можно было бы потом Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ обращаться либо поменять их в процессе выполнения программки с внедрением присвоенных имен.

6. Принцип иерархичности ЗУ .

Трудности физической реализации ЗУ, быстродействие которого соответствовало бы скорости работы логических схем, просит иерархической организации памяти.


Необходимо подчеркнуть Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, что термин “компьютер” стабильно поменял более длинноватое слово “электрическая вычислительная машина” и аббревиатуру ПЭВМ.

Одним из огромнейших достижений интегральной электроники явилось возникновение сначала 70-х годов процессоров (МП).

^ Процессором (МП Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ) именуется программно-управляемое устройство, осуществляющее прием, обработку и выдачу цифровой инфы, построенное на базе одной либо нескольких огромных интегральных схем (БИС). МП нельзя рассматривать как итог революционного открытия. Это быстрее естественный шаг в эволюции Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ микроэлектронной технологии.

В процессе более чем 30-летнего развития произошла дифференциация процессоров по функционально-структурным особенностям и областям внедрения. В текущее время имеются последующие главные классы процессоров (рис. 1): универсальные процессоры; микроконтроллеры; сигнальные Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ микропроцессоры.



Рис. 1. Главные классы процессоров

^ Универсальные процессоры предназначаются для внедрения во всех типах вычислительных устройств: индивидуальных ЭВМ, рабочих станциях, а в ближайшее время и в массово-параллельных суперЭВМ. Не считая того, универсальные процессоры употребляются Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ в телекоммуникационном оборудовании, системах автоматического управления и интегрированной промышленной автоматике. Основной чертой этих процессоров является наличие развитых устройств для действенной реализации операций с плавающей точкой над 32- и 64-разрядными и поболее длинноватыми операндами. В Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ ближайшее время в состав этих процессоров врубаются многофункциональные блоки для обработки мультимедийной инфы.





^ Микроконтроллер (МК, MCU – MicroController Unit) – это микропроцессорное устройство, спец на выполнение определенных функций управления, регулирования, идентификации. От обыденного процессора Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ он отличается наличием интегрированных таймеров, счетчиков, ПЗУ, ОЗУ, схем сопоставления, аналого-цифрового преобразования, поочередной связи и т. д. Общее число типов кристаллов МК с разными системами команд превосходит 500, и они Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ все, в силу существования изделий с их внедрением, занимают свою устойчивую долю рынка. Фаворитом в производстве микроконтроллеров является компания Motorola (около 15 % общемирового выпуска), в числе ведущих производителей этих изделий находятся также компании NEC Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, Митсубиши, Hitachi, Intel, Texas Instruments, Philips, Atmel, ST – Microelektronics, Microchip.

^ Сигнальные микропроцессоры (Digital Signal Processor (DSP), цифровой микропроцессор обработки сигналов (ЦПОС))– относятся к классу специализированных процессоров, нацеленных на выполнение алгоритмов цифровой обработки сигналов Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ (ЦОС) в реальном времени. Это обусловливает их сравнимо малую разрядность и в большей степени целочисленную обработку. Но современные сигналь­ные микропроцессоры способны проводить вычисления с плавающей точкой над 40-разрядными операндами Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ.

Основными производителями DSP являются конторы Texas Insru­ments, Analog Devices, Motorola, NEC.

В курсе лекций подвергнутся рассмотрению универсальные микропроцессоры и микроконтроллеры. Исследованию ЦПОС будут посвящены надлежащие дисциплины.


Процессоры систематизируют по таким Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ признакам:

  1. Схемотехника;

  2. Предназначение;

  3. Количество БИС;

  4. Метод управления;

  5. Тип системы команд.

  6. Тип архитектуры;





Систематизация МП по предназначению и областям внедрения


В процессе более чем 30-летнего развития произошла дифференциация процессоров по предназначению и областям внедрения. В текущее время Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ имеются последующие главные классы процессоров

  1.  универсальные процессоры;

  2. микроконтроллеры;

  3. сигнальные микропроцессоры


Универсальными процессорами являются МП общего предназначения, которые решают широкий класс задач вычисления, обработки и управления.

Спец процессоры созданы для решения задач лищь Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ определенного класса .К спец МП относят микроконтроллеры и цифровые процессры обработки сигналов






Зависимо от типа организации системы команд мп делятся на

По числу огромных интегральных схем (БИС) в микропроцессорном комплекте различают процессоры:

Однокристальный процессор — это конструктивно законченное изделие в виде одной БИС

Однокристальные процессоры получаются при реализации всех аппаратных средств Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ микропроцессора в виде одной БИС либо СБИС (сверхбольшой интегральной схемы). По мере роста степени интеграции частей в кристалле и числа выводов корпуса характеристики однокристальных процессоров улучшаются. Но способности однокристальных Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ процессоров ограничены аппаратными ресурсами кристалла и корпуса.Другое заглавие однокристальных МП — процессоры с фиксированной разрядностью данных.

К этому типу относятся микропроцессоры компаний Intel Pentium (Р5, Р6, Р7), AMD К5,К6, Cyrix — 6x Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ86, Diqtal Equipment — Alpha 21064, 21164A, Silicon Graphics ■.— MIPS R10000, Motorola — Power PC 603, 604, 620, Hewlett-Packard — PA-8000, Sun Micro-systems — Ultra SPARC II,

Многофункциональная структура микропроцессора (а) и ее разбиение для реализации микропроцессора в виде комплекта Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ секционных БИС приведена на рис.




На рис. а), содержащего БИС операционного (ОП), БИС управляющего (УП) и БИС интерфейсного (ИП) микропроцессоров.

На рис. б) показано функциональное разбиение структуры процессора при разработке трехкристального секционированного Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ процессора (пунктирные вертикальные полосы)

Короткая запись разрядности МП

Разрядность МП обозначается m/n/k/ и включает:

■ m - разрядность внутренних регистров, определяет принадлежность к тому либо иному классу микропроцессоров;

■ n - разрядность шины данных, определяет Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ скорость передачи инфы;

■ к - разрядность шины адреса, определяет размер адресного места.

К примеру, МП 18088 характеризуется значениями m/n/k=16/16/20

а МП J8088 характеризуется значениями m/n/k=16/8/20

Микропроцессорная система — это вычислительная, контрольно-измерительная либо Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ управляющая система, главным устройством обработки инфы в какой является МП, Микропроцессорная система строится из набора микропроцессорных БИС ,входящих в состав микропроцессрного комплекта (МПК).

Мультимикропроцессорная (либо мультипроцессорная) система — система, которая Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ появляется объединением некого количества универсальных либо специализированных МП, по этому обеспечивается параллельная обработка инфы и распределенное управление.





Микропроцессорный набор (МПК) — совокупа интегральных схем, совместимых по электронным, информационным й конструктивным па­раметрам и созданных для Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ построения электронно-вычислительной аппаратуры и микропроцессорных систем управления. В обычный состав МПК входят:

^ Состав МПК БИС К580

Тип БИС Наименование

КР580ВМ80 Процессор

КР580ВВ55 Программируемый параллельный интерфейс

КР580ВВ51 Программируемый поочередный интерф

KP Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ58GBH59 Программируемый контроллер прерываний

КР580ВИ53 Программируемый таймер

KF58DBKT8 Системный контроллер

КР580ГФГ*] Генератор тактовых сигна пов

КР580ВТ57 Контроллер прямого доступа к памяти

КР580ВВ7? Программируемый интерфейс i-паьиатуры и индикации

КР580ВГ Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ72 Контроллер КГМД

КР580ВГ75 Контроллер видеотерминала

КР580ВАВ6 Шинный ф ормирователь


^ Состав МПК серии К1810

Тип микросхемы

Предназначение

К1810ВМ86

Однокристальный высокопроизводительный 16-ти разрядный процессор

К1810ВМ87

Арифметический сопроцессор

К1810ВМ88

Центральный микропроцессор с 8-и разрядной шиной данных

К1810ВМ Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ89

Микропроцессор ввода-вывода

К1810ВГ88

Системный контроллер

К1810ВБ89

Судья системной шины

К1810ГФ84

Тактовый генератор

К1810ВН59

Программируемый контроллер приоритетных прерываний

К1810ВИ54

Программируемый интервальный таймер

К1810ВТ02

Контроллер динамической памяти (16 К)

К Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ1810ВТ03

Контроллер динамической памяти (64 К)

К1810ИР82

Регистр-защелка

К1810ВА86/87

Шинный формирователь

К1810ВВ79

Контроллер клавиатуры

С развитием вычислительной техники расширяется Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ и сфера ее использования, меняется и терминология.

Определения «вычислительная машина», «вычислительная система», «вычислительная сеть» выросли из собственного дословного толкования в части прилагательного «вычислительная».

Уже издавна нареченные объекты делают не только лишь и Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ не столько вычисления, сколько преобразования инфы, а конкретно скопление, хранение, компанию, истолкование инфы, другими словами представляют собой практически информационные системы. Все же к тому же на данный момент в литературе нередко употребляются классические, исторически сложившиеся Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ их наименования.

Что касается толкования понятия «вычислительная система», то имеются разные его определения:

Вычислительная система может содержать только один компьютер, ибо начиная с 70-х годов компы стали оснащаться бессчетными наружными Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ устройствами, которые в совокупы вправду составляют систему.

^ В в нашем курсе мы будем придерживаться последующего определения:

Вычислительная система — совокупа

организованного для совместного Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ выполнения информационно-вычислительных процессов

Под ресурсом понимается хоть какой логический либо физический компонент ЭВМ и предоставляемые им способности. Главные ресурсы — это микропроцессор (процессорное время), память и доступ к наружным устройствам.

Управление ресурсами Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ состоит в выполнении последующих 2-ух главных функций:

Их реализация позволяет «спрятать» аппаратные особенности ЭВМ и тем предоставить в распоряжение юзеров Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ и программистов «виртуальную машину» (по сути не существующую, воображаемую). Виртуальная машина еще проще реальной. В этом смысле ОС может рассматриваться как средство отображения виртуальной машины на реальное аппаратное обеспечение.

Общение с виртуальной Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ машиной может осуществляться через два фактически независящих канала: пользовательский интерфейс и программный интерфейс.

Под процессом (задачей) понимается программка со всеми наборами данных, нужных для ее выполнения (входные дан­ные), также являющихся продуктом ее деятельности (выходные данные). Процесс — малая единица работы, для Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ которой выделяются ресурсы. Управление процессами предполагает загрузку процессов в вычислительную систему, выделение им ресурсов, воплощение прогона и выдачу результатов. Нрав управления процессами почти во всем определяется режимом работы виртуальной машины Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ (т.е. ЭВМ и ОС). Осуществляться через два фактически независящих канала: пользовательский интерфейс и программный интерфейс.


Иерархическое описание ЭВМ Современные многоуровневые машины


Большая часть современных компов состоит из 2-ух и поболее уровней. Есть машины даже Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ с шестью уровнями (рис. 1.2). Уровень 0 — это аппаратное обеспечение машины. Электрические схемы на уровне 1 делают машин­но-зависимые программки. Ради полноты необходимо упомянуть о существовании еще 1-го уровня, который размещен ниже нулевого. Этот Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ уровень не показан на рис. 1.2, потому что он попадает в сферу электрической техники и, как следует, не рассматривается в этой книжке. Он именуется уровнем физических устройств. На этом уровне находятся транзисторы, которые Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ для разработчиков компью­теров являются примитивами. Разъяснить, как работают транзисторы, — задачка физики.

На самом нижнем уровне из числа тех, что мы будем учить, а конкретно, на цифровом логическом уровне, объекты Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ именуются вентилями. Хотя вентили состо­ят из аналоговых компонент, таких как транзисторы, они могут быть точно смоделированы как цифровые устройства. У каждого вентиля есть один либо не­сколько цифровых Bxoдов (сигналов, представляющих 0 либо 1). Вентиль Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ вычисляет обыкновенные функции этих сигналов, такие как И либо Либо. Каждый вентиль формируется из нескольких транзисторов. Несколько вентилей сформировывают 1 бит памяти, который может содержать 0 либо 1. Биты памяти, объединенные в группы Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, к примеру, по 16, 32 либо 64, сформировывают регистры. Каждый регистр мо­жет содержать одно двоичное число до определенного предела. Из вентилей так­же может состоять сам компьютер. Тщательно вентили и цифровой логический уровень мы разглядим Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ в главе 3.





Последующий 1-ый уровень именуется уровнем мнкроархнтектуры. На этом уровне находятся совокупы 8 либо 32 регистров, которые сформировывают локальную па­мять и схему, именуемую АЛУ (арифметико-логическое устройство). АЛУ делает обыкновенные арифметические операции. Регистры вкупе Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ с АЛУ форми­руют тракт данных, по которому поступают данные. Тракт данных работает сле­дующим образом. Выбирается один либо два регистра, АЛУ производит над ними какую-либо операцию, к примеру сложения, после Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ этого итог вновь помеща­ется в один из этих регистров.

На неких машинах работа тракта данных контролируется особенной про­граммой, которая именуется микропрограммой. На других машинах тракт дан­ных контролируется Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ аппаратными средствами. В первых 3-х изданиях книжки мы окрестили этот уровень «уровнем микропрограммирования», так как рань­ше на нем практически всегда находился программный интерпретатор. Так как сей­час тракт данных обычно контролируется Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ аппаратным обеспечением, мы изме­нили заглавие, чтоб поточнее отразить смысл.

На машинах, где тракт данных контролируется программным обеспечением, микропрограмма — это интерпретатор для команд на уровне 2. Микропрограмма вызывает команды из памяти и делает их одну Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ за другой, используя при всем этом тракт данных. К примеру, при выполнении команды ADD она вызывается из памяти, ее операнды помещаются в регистры. АЛУ вычисляет сумму, а потом ре Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ­зультат переправляется назад. На компьютере c аппаратным контролем тракта данных происходит такая же процедура, но при всем этом нет программки, интерпре­тирующей команды уровня 2.

Уровень 2 мы будем именовать уровнем архитектуры набора команд. Каждый производитель публикует Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ управление для компов, которые он реализует, под заглавием «Руководство но машинному языку X», «Принципы работы компью­тера У» и т. п. Схожее управление содержит информацию конкретно об этом уровне. Описываемый в нем Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ набор машинных команд в реальности вы­полняло) микропрограммой-интерпретатором либо аппаратным обеспечением. Если производитель поставляет два интерпретатора для одной машины, он дол­жен издать два управления по машинному языку, раздельно для каждого Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ интер­претатора.

Последующий 3 уровень обычно является гибридным. Большая часть команд в его языке есть также и на уровне архитектуры набора команд (команды, имеющиеся на одном из уровней, полностью могут быть Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ представлены и на других уровнях). У этого уровня есть некие дополнительные особенности: новый набор ко­манд, другая организация памяти, способность делать две и поболее программки сразу и некие другие. При построении Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ уровня 3 может быть больше вариантов, чем при построении уровней 1 и 2.

Новые средства, показавшиеся на уровне 3, производятся интерпретатором, ко­торый работает на втором уровне. Этот интерпретатор был когда-то назван опе­рационной системой. Команды уровня 3, схожие Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ командам уровня 2. выпол­няются микропрограммой либо аппаратным обеспечением, но не операционной системой. Другими словами, одна часть команд уровня 3 интерпретируется опе­рационной системой, а другая часть - микропрограммой. Вот почему этот уро Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ­вень считается гибридным. Мы будем именовать этот уровень уровнем операци­онной системы

Меж уровнями 3 и 4 есть значимая разница. Нижние три уровня задуманы не для того, чтоб с ними работал обыденный программер. Они Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ вначале нацелены на интерпретаторы и трансляторы, поддерживающие более вы­сокие уровни. Эти трансляторы и интерпретаторы составляются так именуемыми системными программерами, которые специализируются на разработке новых виртуальных машин. Уровни с 4-ого и выше Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ созданы для приклад­ных программистов, решающих определенные задачки.

Очередное изменение, показавшееся на уровне 4, — механизм поддержки более больших уровней. Уровни 2 и 3 обычно интерпретируются, а уровни 4, 5 и выше обычно, хотя и не всегда, транслируются.

Другое различие Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ меж уровнями I, 2, 3 и уровнями 4, 5 и выше - особен­ность языка. Машинные языки уровней 1, 2 и 3 - цифровые. Программки, напи­санные на этих языках, состоят из длинноватых рядов цифр, которые воспринимают­ся компьютерами, но Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ практически непонятны для людей. Начиная с уровня 4, языки содержат слова н сокращения, понятные человеку.

Уровень 4 представляет собой символическую форму 1-го из языков более малого уровня. На этом уровне можно писать программки Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ в применимой для че­ловека форме. Эти программки поначалу транслируются на язык уровня 1, 2 либо 3, а потом интерпретируются соответственной виртуальной либо практически суще­ствующей машиной. Программка, которая делает трансляцию, именуется ас­семблером.

Уровень 5 обычно состоит из Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ языков, разработанных для прикладных про­граммистов. Такие языки именуются языками высочайшего уровня. Есть сотки языков высочайшего уровня. Более известные посреди их — С, С++, Java, LISP и Prolog. Программки, написанные на этих языках Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, обычно транслируются на уровень 3 либо 4. Трансляторы, которые обрабатывают эти программки, назы­ваются компиляторами. Отметим, что время от времени также имеет место интерпретация. К примеру, программки на языке Java поначалу транслируются на язык Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ, напоми­нающий ISA и именуемый байт-кодом Java, который потом интерпретируется.

В неких случаях уровень 5 состоит из интерпретатора для определенной прикладной области, к примеру символической логики. Он предугадывает дан­ные Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ и операции для решения задач в этой области, выраженные с помощью специальной терминологии.

Таким макаром, компьютер проектируется как иерархическая структура уров­ней, которые надстраиваются друг над другом. Каждый уровень представляет со Информационно-логические основы ЭВМ уровни описания ЭВМ­бой определенную абстракцию разных объектов и операций. Рассматривая компьютер схожим образом, мы можем не принимать во внимание ненадобные нам детали и, таким макаром, сделать непростой предмет более обычным для пони­мания.

informacionnoe-obespechenie-uchastnikov-dorozhnogo-dvizheniya.html
informacionnoe-obespechenie-upravleniya-personalom-referat.html
informacionnoe-obespechenie-upravleniya-v-sovremennoj-organizacii-kursovaya-rabota.html