Принцип автоматического исполнения программ в эвм реферат

Обновлено: 01.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Принцип программного управления

Память машины можно представлять себе как длинную страницу, состоящую из отдельных строк. Каждая такая строка называется ячейкой памяти, и в свою очередь, разделяется на разряды. Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1. Значит, в любую ячейку памяти записывается некоторый набор нулей и единиц машинное слово. Все ячейки памяти занумерованы. Номер ячейки называют её адресом.

Наличие у каждой ячейки адреса позволяет отличать ячейки друг от друга, обращаться к любой ячейке, чтобы записать в неё новую информацию или извлечь ту информацию, которая в ней хранится.

Все ЭВМ работают в принципе одинаково. Когда бы вы ни заглянули в память ЭВМ, в её ячейках хранятся наборы нулей и единиц. ЭВМ выполняет без участия человека не только одну команду, но и длинную последовательность команд (программу) . В этом и состоит один из основных принципов работы ЭВМ - принцип программного управления.

Каждая команда кодируется некоторой последовательностью из нулей и единиц и помещается, как и число, в одной ячейке оперативной памяти. Команда состоит из двух частей: кодовой и адресной. Кодовая часть команды указывает, какое действие должно быть выполнено, а адресная определяет расположение в памяти компьютера исходных данных и результата.

Общий вид команды машины может быть таким: К А1 А2 А3, где К - код действия, а А1, А2, А3 - адреса ячеек памяти (на каждый адрес отводится по три разряда) . Для выполнения команд служит специальное арифметико-логическое устройство (АЛУ) . Оно состоит из двух особых ячеек - счётчика команд и регистра команд, а также сумматора. При выполнении ЭВМ программы в счётчик команд последовательно заносятся номера ячеек, где содержатся исполняемые команды, сами команды помещаются в регистр команд, а в сумматоре происходят арифметические действия. Сумматор также имеет свою ячейку - для промежуточных результатов вычислений. Отметим, что команды современных ЭВМ могут занимать несколько ячеек памяти.

1. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сложение, вычитание, умножение, деление и другие.

2. ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сравнение, отредактировать и отметить, логическое И и логическое ИЛИ, исключение, проверка по маске и прочее.

3. ОПЕРАЦИИ ВВОДА-ВЫВОДА - это такие операции, как начать, остановить, опросить устройства ввода-вывода, опросить каналы и так далее.

4. ОПЕРАЦИИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ - это такие операции, как проверить и установить, загрузить реальные адреса и так далее.

МИКРОПРОЦЕССОР. ОСНОВНОЙ АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПРОЦЕССОРА.

Микропроцессор - это процессор, выполненный в виде большой интегральной схемы(БИС) и заключённый в герметический корпус. В основе любой ПЭВМ(персональной ЭВМ) лежит использование микропроцессоров. Микропроцессор является "мозгом" компьютера. Он осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера.

Любую задачу компьютер разбивает на отдельные логические операции, производимые над двоичными числами, причем в одну секунду осуществляются сотни тысяч или миллионы таких операций. Сложение, вычитание, умножение и деление элементарные операции, выполняемые А Л У ЭВМ. Полный набор таких операций называют системой команд, а схемы их реализации составляют основу А Л У. Помимо арифметического устройства АЛУ включает и логическое устройство, предназначенное для операций, при осуществлении которых отсутствует перенос из разряда в разряд. Иногда эти операции называют логическое И и логическое ИЛИ. Все операции в АЛУ производятся в регистрах специально отведенных ячейках АЛУ. Время выполнения простейших операций определяется минимальным временем сложения двух операндов, находящихся в регистрах. В случае, если одно или оба слагаемых находятся не в регистра, а в запоминающем устройстве (ЗУ) , учитывается также время пересылки слагаемых в регистры и время записи полученной суммы в ЗУ. В большинстве современных микропроцессоров это время составляет от нескольких сотен наносекунд до нескольких микросекунд.

У У - устройство управления, управляет процессом обработки и обеспечивает связь с внешними устройствами.

РЕГИСТРЫ внутренние носители информации микропроцессора. Это внутренняя память процессора. Регистров - три. Один хранит команды или инструкции, два других данные. В соответствии с командами процессор может производить сложение, вычитание или сопоставление содержимого регистров данных.

Основной микропроцессор определяет быстродействие компьютера. Исходный вариант компьютера IBM PC и модель IBM PC XT используют микропроцессор Intel-8088. Модель IBM PC AT использует более мощный микропроцессор Intel-80286 и ее производительность приблизительно в 5-6 раз больше, чем у IBM PC XT. Модели серии PC/2 используют более мощный микропроцессор Intel-80386. Их производительность приблизительно в 3-4 раза больше, чем у IBM PC AT, однако это увеличение производительности существенно, в основном, для решения задач, требующих большого об'ема вычислений.

Характеристики микропроцессоров. Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом(моделью) и тактовой частотой. Наиболее распространены модели Intel-8088,80286,80386SX, 80386(DX) , 80486(SX, SX2, DX, DX2, DX4 и т.д.) и Pentium, они приведены в порядке возрастания производительности и цены. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту - чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора.

Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций(тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду.

Тактовая частота измеряется в мегагерцах(МГц) . Следует заметить, что разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции (например, сложение или умножение) за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.

Поэтому микропроцессор Intel-80386 работает в два раза быстрее Intel-80286 с такой же частотой.

Сопроцессоры. Микропроцессоры 8088,80286,80386 сконструированы так, что они позволяют использовать арифметические сопроцессоры 8087,80287,80387 фирмы "Intel"-соответственно.

Специализация сопроцессоров состоит в быстрой обработке чисел с плавающей запятой. Они могут выполнять как обычные операции сложения, вычитания, умножения и деления, так и более сложные операции, такие как вычисление тригонометрических функций Конструктивно заложенные в микропроцессор сигналы, позволяют передавать работу сопроцессору и затем получать результаты обработки. Чтобы использовать арифметический сопроцессор, находящийся в составе компьютера, необходимы программы, которые могут выдавать специальные коды, необходимые для запуска сопроцессора.

Основной алгоритм работы процессора.

Процессор начинает работу после того, как программа записана в память ЭВМ, а в Счетчик Команд записан адрес первой команды программы. Работу процессора можно описать следующим циклом: НЦ | чтение команды из памяти по адресу, записанному в СК | увеличение СК на длину прочитанной команды | выполнение прочитанной команды КЦ Обратите внимание, что после чтения очередной команды процессор увеличивает СК на длину команды. Поэтому при следующем выполнении тела цикла процессор прочтет и выполнит следующую команду программы, потом еще одну и т.д. Цикл закончится, когда встретится и будет выполнена специальная команда "стоп".

В итоге ЭВМ автоматически, без участия человека, команда за командой выполнит всю команду целиком.

Автоматизм работы процессора, возможность выполнения длинных последовательностей команд без участия человека - одна из основных отличительных особенностей ЭВМ как универсальной машины обработки информации.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. А. Г. Кушниренко, Г. В. Лебедев, Р. А. Сворень. "ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. " МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 1990

2. А. Г. Гейн, В. Г. Житомирский, Е. В. Линецкий, М. В. Сапир, В. Ф. Шолохович. "ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. " МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 1994.

3. А. М. Кенин, Н. С. Печенкина. "РАБОТА НА IBM PC. " МОСКВА "КНИГА, ЛТД" 1993

4. В. Э. Фигурнов. "IBM PC ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. " САНКТ-ПЕТЕРБУРГ АО "КОРУНА" 1994

5. О. Е. Вершинин. "ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА ИНФОРМАТИКИ. " МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 1992

6. Р. В. Дробышевский, А. П. Лифенко. "ПК ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ" ЛЕНИНГРАД ИМА-пресс, АПН 1990

Россия стоит на пути исторической необходимости перехода на новый уровень общественного и экономического развития, определяемыми жестокими требованиями рыночной экономики. Речь идет о пути формирования информационного общества. Материальная база информационного общества является информационная экономика. Основы информационной экономики составляет создание и потребление информационных ресурсов или информационных ценностей.

Содержание
Прикрепленные файлы: 1 файл

Принципы построения вычислительных машин.doc

Министерство образования и науки РФ

Институт инженерных технологий, регионального предпринимательства и информатики (ИРПИ)

По дисциплине Вычислительные системы машины и сети

Выполнил: Хромов В.П.

Студент 4-го курса

Проверил: Попов В.В.

1. Принципы построения, архитектура ЭВМ ………………………………..4

2. Обобщенная архитектура ПЭВМ …………………………………………..7

3. Устройства памяти ЭВМ …………………………………………………..8

3.8. Оперативное запоминающее устройство ………………………………11

3.9. Внешнее запоминающее устройство …………………………………. 11

4. Устройства ввода-вывода ………………………………………………. 12

5. Общий принцип работы ЭВМ …………………………………………….16

Список используемой литературы…………………………………………..20

ЭВМ – это комплекс программных средств, предназначенных для автоматической обработки информации.

Россия стоит на пути исторической необходимости перехода на новый уровень общественного и экономического развития, определяемыми жестокими требованиями рыночной экономики. Речь идет о пути формирования информационного общества. Материальная база информационного общества является информационная экономика. Основы информационной экономики составляет создание и потребление информационных ресурсов или информационных ценностей.

Основные особенности информационной экономики:
1).Главной формой накопления является накопление знаний и другой полезной информации.
2).Это изменение характера производства процессов в основных областях.
3).Экономически оправданным является мелкосерийное и индивидуальное производство.
4).Резкое возрастание скорости экономических процессов.
5).Усиление интеграционных процессов.

Развитые страны мира стали на путь информационной экономики в 70 годах.

Такой путь имели следующие моменты:
1).Превышение суммарных затрат, чисто информационной базы над другими отраслями.
2).Возрастание доли не вещественных затрат.
3).Формирование глобальных коммуникаций сети общества.
4).Увеличение в производстве до 50% населения занятые информационной обработкой.

ЭВМ, компьютер – это комплекс технических средств, предназначенных для автоматической обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач.

Требования пользователей к выполнению вычислительных работ определяется подбором и настройкой технических и программных средств объединенных в одну структуру.

Структура ЭВМ – это совокупность ее элементов и их связей. Различают структуры технических, программных и аппаратурно-прог раммных средств.

Архитектура ЭВМ – это многоуровневая иерархия аппаратурно-программных средств, из которых состоит ЭВМ. Каждый из уровней допускает многовариантное построение и применение.

Детализацией архитектурного и структурного построения ЭВМ занимаются различные категории специалистов вычислительной техники:
1. Инженеры (схема- техники) – проектируют отдельные технические устройства и разрабатывают методы сопряжения друг с другом.
2. Системные программисты – создают программы управления техническими средствами, информационного распределения между уровнями, организацию вычислительного процесса.
3. Прикладные программисты – разрабатывают пакеты программ более высокого уровня, которые обеспечивают взаимодействие пользователя с ЭВМ и необходимый для этого сервис.
4. Специалисты по эксплуатации ЭВМ – занимаются общими вопросами взаимодействия пользователя с ЭВМ.

Содержание знаний и умений специалистов по ПО и его эксплуатации составляют:
1) Технические и эксплуатационные характеристики.
2) Производительность ЭВМ – объем работ осуществляющих ЭВМ в единицу времени.
3) Емкость запоминающих устройств: ОЗУ и ДЗУ.
4) Надежность – это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного периода времени.
5) Точность – это возможность различать почти равные значения.
6) Достоверность – это свойство информации быть правильно воспринятой.

Величина и разнообразие современного парка ЭВМ потребовали системы квалификации ЭВМ. Предложено много принципов классификации:

1. Классификация ЭВМ по форме представления величин вычислительной машины делят на:

- аналоговые (непрерывного действия) АВМ

- цифровые (дискретного действия) ЦВМ

- аналого-цифровые (гибридные) ГВМ

В АВМ обрабатываемая информация представляется соответствующими значениями аналоговых вычислений: ток, напряжение угол поворота.

В ЦВМ (ЭВМ) информация кодируется двоичным кодом. Широкое применение получили ЦВМ с электрическим представлением дискретной информации – электронные ЦВМ.

2. Классификация ЭВМ по поколениям (по элементарной базе):

- Первое поколение (50г.): ЭВМ на электронных вакуумных лампах.

- Второе поколение (60г.): ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах).

- Третье поколение (70г.): ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой степенью интеграции.

- Четвертое поколение (80г.): ЭВМ на больших интегральных схемах.

- Пятое поколение (90): ЭВМ на сверхбольших интегральных схемах.

- Шестое и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой – с распределенной степенью большого числа несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.

Интегральная схема – электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого полупроводникового кристалла, объединяющего большое число диодов и транзисторов.

3. Классификация ЭВМ по мощности (быстродействию):

1).Супер-ЭВМ – машины для крупно-маштабных задач ( фирма IBM).

2).Большие ЭВМ – машины для территориальных, региональных задач.

3).Средние ЭВМ – машины очень широкого распространения.

5).ПЭВМ (персональные ЭВМ).

6).Микро ЭВМ и микропроцессоры.

Общие принципы построения современных ЭВМ.

Основным принципом построения ЭВМ является программное управление, в основе которого лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.

Алгоритм – это конечный набор предписаний, определяющий решения задачи посредством конечного количества операций (ISO 2382/1-84 международный стандарт).

Программа – это упорядоченное последовательность команд подлежащих обработки.

Принцип программного управления может быть осуществлен разными способами. Стандартом для построения практически всех ЭВМ был представлен в
1945 году Нейманом. Схема ЭВМ, отвечающая программному принципу управления отражает характер действия человека по алгоритму.

программы потоки и исходные информации данные

Обобщенная структура ЭВМ Джен Фон Неймана первого и второго поколений

УПД – устройство подготовки данных.
УВС – устройство ввода.
АЛУ – арифметико-логическое устройство.
УУ – устройство управления.
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.
ДЗУ – длительно запоминающее устройство
ВЗУ – внешнее запоминающее устройство.
УВ – устройство вывода.
ЗУ+АЛУ+УУ – процессор.

Любая ЭВМ имеет устройство ввода информации, с помощью которого в ЭВМ вводят программы решения задач и данные к ним.

ОЗУ – предназначено для оперативного запоминания программы хранящейся в исполнении.

ВЗУ – предназначено для долговременного хранения информации.

Кэш-память – промежуточная память между ОЗУ и ВЗУ.

УУ – предназначено для автоматического выполнения программ путем принудительной координации всех остальных устройств ЭВМ.

АЛУ – выполняет арифметические и логические операции над данными.
Основой АЛУ является операционный автомат, в состав которого входят: сумматоры, счетчики, логические операции.

Классическая структура ЭВМ с переходом на БИС (большие интегральные схемы) перешла в понятие архитектура ЭВМ.

Обобщенная архитектура третьего и четвертого поколений

В ЭВМ третьего поколения усложнение структуры произошло за счет разделения процессов ввода/вывода информации, и ее обработки. Появляется понятие процессор, где неразрывно связаны СОЗУ (сверх оперативное устройство), АЛУ и УУ. Появляется понятие каналы ввода/вывода, которые делят на мультиплексные (МК) и селекторные (СК) каналы.

МК – предназначены обслуживать большое количество медленно-скоростных устройств.

СК – обслуживают высокоскоростные, отдельные устройства.

Применительно к ПЭВМ архитектура приняла упрощенный вид архитектуры малых машин (принцип открытой архитектуры, где главным элементом является системная магистраль). Ядро ПЭВМ образует процессор и основная память.
Подключение всех остальных устройств осуществляется через адаптеры
(устройства сопряжения).

Электронная вычислительная машина (ЭВМ) — это устройство, выполненное на электронных приборах, предназначенное для автоматического преобразования информации под управлением программы.

Основные элементы электронной вычислительной машины (фон-неймановской структуры) и связи между ними показаны на рисунке.

    1. Процессор выполняет логические и арифметические операции, определяет порядок выполнения операций, указывает источники данных и приемники результатов. Работа процессора происходит под управлением программы.

    При первом знакомстве с ЭВМ считают, что процессор состоит из четырех устройств: арифметико-логического устройства (АЛУ), устройства управления (УУ), блока регистров (БР) и кэш-памяти. АЛУ выполняет арифметические и логические операции над данными. Промежуточные результаты сохраняются в БР. Кэш-память служит для повышения быстродействия процессора путем уменьшения времени его непроизводительного простоя. УУ отвечает за формирование адресов очередных команд, т. е. за порядок выполнения команд, из которых состоит программа.

      1. Программа — это набор команд (инструкций), составленный человеком и выполняемый ЭВМ. Команда обеспечивает выработку в УУ управляющих сигналов, под действием которых процессор выполняет элементарные операции.

      Таким образом, программы состоят из команд, а при выполнении команд процессор разбивает команды на элементарные операции.

      Элементарными операциями для процессора являются арифметические и логические действия, перемещение данных между регистрами процессора, счет и т. д.

      Основной функцией системной шины является передача информации между процессором и остальными устройствами ЭВМ. Системная шина состоит из трех шин: шины управления, шины данных и адресной шины. По этим шинам циркулируют управляющие сигналы, данные (числа, символы), адреса ячеек памяти и номера устройств ввода-вывода.

      Сделаем образное сравнение работы системной шины с работой почты. По шине данных пересылаются письма в места, адреса которых указаны на шине адреса. Шина управления следит, чтобы письма при движении не мешали друг другу и перемещались по очереди. Под письмами нужно понимать операнды (данные и команды), которыми обмениваются отдельные блоки ЭВМ.

      Память предназначена для записи, хранения, выдачи команд и обрабатываемых данных.

      Память машины можно представлять себе как длинную страницу, состоящую из отдельных строк. Каждая такая строка называется ячейкой памяти, и в свою очередь, разделяется на разряды. Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1. Значит, в любую ячейку памяти записывается некоторый набор нулей и единиц машинное слово. Все ячейки памяти занумерованы. Номер ячейки называют её адресом.

      Наличие у каждой ячейки адреса позволяет отличать ячейки друг от друга, обращаться к любой ячейке, чтобы записать в неё новую информацию или извлечь ту информацию, которая в ней хранится.

      Все ЭВМ работают в принципе одинаково. Когда бы вы ни заглянули в память ЭВМ, в её ячейках хранятся наборы нулей и единиц. ЭВМ выполняет без участия человека не только одну команду, но и длинную последовательность команд (программу) . В этом и состоит один из основных принципов работы ЭВМ - принцип программного управления.

      Каждая команда кодируется некоторой последовательностью из нулей и единиц и помещается, как и число, в одной ячейке оперативной памяти. Команда состоит из двух частей: кодовой и адресной. Кодовая часть команды указывает, какое действие должно быть выполнено, а адресная определяет расположение в памяти компьютера исходных данных и результата.

      Общий вид команды машины может быть таким: К А1 А2 А3, где К - код действия, а А1, А2, А3 - адреса ячеек памяти (на каждый адрес отводится по три разряда) . Для выполнения команд служит специальное арифметико-логическое устройство (АЛУ) . Оно состоит из двух особых ячеек - счётчика команд и регистра команд, а также сумматора. При выполнении ЭВМ программы в счётчик команд последовательно заносятся номера ячеек, где содержатся исполняемые команды, сами команды помещаются в регистр команд, а в сумматоре происходят арифметические действия. Сумматор также имеет свою ячейку - для промежуточных результатов вычислений. Отметим, что команды современных ЭВМ могут занимать несколько ячеек памяти.

      1. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сложение, вычитание, умножение, деление и другие.

      2. ЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ - это такие операции, как сравнение, отредактировать и отметить, логическое И и логическое ИЛИ, исключение, проверка по маске и прочее.

      3. ОПЕРАЦИИ ВВОДА-ВЫВОДА - это такие операции, как начать, остановить, опросить устройства ввода-вывода, опросить каналы и так далее.

      4. ОПЕРАЦИИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ - это такие операции, как проверить и установить, загрузить реальные адреса и так далее.

      МИКРОПРОЦЕССОР. ОСНОВНОЙ АЛГОРИТМ РАБОТЫ ПРОЦЕССОРА.

      Микропроцессор - это процессор, выполненный в виде большой интегральной схемы(БИС) и заключённый в герметический корпус. В основе любой ПЭВМ(персональной ЭВМ) лежит использование микропроцессоров. Микропроцессор является "мозгом" компьютера. Он осуществляет выполнение программ, работающих на компьютере, и управляет работой остальных устройств компьютера.

      Любую задачу компьютер разбивает на отдельные логические операции, производимые над двоичными числами, причем в одну секунду осуществляются сотни тысяч или миллионы таких операций. Сложение, вычитание, умножение и деление элементарные операции, выполняемые А Л У ЭВМ. Полный набор таких операций называют системой команд, а схемы их реализации составляют основу А Л У. Помимо арифметического устройства АЛУ включает и логическое устройство, предназначенное для операций, при осуществлении которых отсутствует перенос из разряда в разряд. Иногда эти операции называют логическое И и логическое ИЛИ. Все операции в АЛУ производятся в регистрах специально отведенных ячейках АЛУ. Время выполнения простейших операций определяется минимальным временем сложения двух операндов, находящихся в регистрах. В случае, если одно или оба слагаемых находятся не в регистра, а в запоминающем устройстве (ЗУ) , учитывается также время пересылки слагаемых в регистры и время записи полученной суммы в ЗУ. В большинстве современных микропроцессоров это время составляет от нескольких сотен наносекунд до нескольких микросекунд.

      У У - устройство управления, управляет процессом обработки и обеспечивает связь с внешними устройствами.

      РЕГИСТРЫ внутренние носители информации микропроцессора. Это внутренняя память процессора. Регистров - три. Один хранит команды или инструкции, два других данные. В соответствии с командами процессор может производить сложение, вычитание или сопоставление содержимого регистров данных.

      Основной микропроцессор определяет быстродействие компьютера. Исходный вариант компьютера IBM PC и модель IBM PC XT используют микропроцессор Intel-8088. Модель IBM PC AT использует более мощный микропроцессор Intel-80286 и ее производительность приблизительно в 5-6 раз больше, чем у IBM PC XT. Модели серии PC/2 используют более мощный микропроцессор Intel-80386. Их производительность приблизительно в 3-4 раза больше, чем у IBM PC AT, однако это увеличение производительности существенно, в основном, для решения задач, требующих большого об"ема вычислений.

      Характеристики микропроцессоров. Микропроцессоры отличаются друг от друга двумя характеристиками: типом(моделью) и тактовой частотой. Наиболее распространены модели Intel-8088,80286,80386SX, 80386(DX) , 80486(SX, SX2, DX, DX2, DX4 и т.д.) и Pentium, они приведены в порядке возрастания производительности и цены. Одинаковые модели микропроцессоров могут иметь разную тактовую частоту - чем выше тактовая частота, тем выше производительность и цена микропроцессора.

      Тактовая частота указывает, сколько элементарных операций(тактов) микропроцессор выполняет в одну секунду.

      Тактовая частота измеряется в мегагерцах(МГц) . Следует заметить, что разные модели микропроцессоров выполняют одни и те же операции (например, сложение или умножение) за разное число тактов. Чем выше модель микропроцессора, тем меньше тактов требуется для выполнения одних и тех же операций.

      Поэтому микропроцессор Intel-80386 работает в два раза быстрее Intel-80286 с такой же частотой.

      Сопроцессоры. Микропроцессоры 8088,80286,80386 сконструированы так, что они позволяют использовать арифметические сопроцессоры 8087,80287,80387 фирмы "Intel"-соответственно.

      Специализация сопроцессоров состоит в быстрой обработке чисел с плавающей запятой. Они могут выполнять как обычные операции сложения, вычитания, умножения и деления, так и более сложные операции, такие как вычисление тригонометрических функций Конструктивно заложенные в микропроцессор сигналы, позволяют передавать работу сопроцессору и затем получать результаты обработки. Чтобы использовать арифметический сопроцессор, находящийся в составе компьютера, необходимы программы, которые могут выдавать специальные коды, необходимые для запуска сопроцессора.

      Основной алгоритм работы процессора.

      Процессор начинает работу после того, как программа записана в память ЭВМ, а в Счетчик Команд записан адрес первой команды программы. Работу процессора можно описать следующим циклом: НЦ | чтение команды из памяти по адресу, записанному в СК | увеличение СК на длину прочитанной команды | выполнение прочитанной команды КЦ Обратите внимание, что после чтения очередной команды процессор увеличивает СК на длину команды. Поэтому при следующем выполнении тела цикла процессор прочтет и выполнит следующую команду программы, потом еще одну и т.д. Цикл закончится, когда встретится и будет выполнена специальная команда "стоп".

      В итоге ЭВМ автоматически, без участия человека, команда за командой выполнит всю команду целиком.

      Автоматизм работы процессора, возможность выполнения длинных последовательностей команд без участия человека - одна из основных отличительных особенностей ЭВМ как универсальной машины обработки информации.

      СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

      1. А. Г. Кушниренко, Г. В. Лебедев, Р. А. Сворень. "ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. " МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 1990

      2. А. Г. Гейн, В. Г. Житомирский, Е. В. Линецкий, М. В. Сапир, В. Ф. Шолохович. "ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. " МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 1994.

      3. А. М. Кенин, Н. С. Печенкина. "РАБОТА НА IBM PC. " МОСКВА "КНИГА, ЛТД" 1993

      4. В. Э. Фигурнов. "IBM PC ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ. " САНКТ-ПЕТЕРБУРГ АО "КОРУНА" 1994

      5. О. Е. Вершинин. "ЗА СТРАНИЦАМИ УЧЕБНИКА ИНФОРМАТИКИ. " МОСКВА "ПРОСВЕЩЕНИЕ" 1992

      6. Р. В. Дробышевский, А. П. Лифенко. "ПК ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ" ЛЕНИНГРАД ИМА-пресс, АПН 1990

      Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми

      Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами - загрузи их здесь!

      в компьютере для приведённых систем команд и набора данных.

      Теоретические сведения

      Один из основных принципов построения современных ЭВМ был сформулирован в1945году немецким ученым Джоном фон Нейманом.

      1.Принцип программного управления. Из него следует, что работой ЭВМ управляет программ, состоящая из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом, без участия человека.

      Выборка команд программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд, который последовательно увеличивает хранимый в нем адрес команды. Так, как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка команд из последовательно расположенных ячеек памяти.

      2.Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому ЭВМ не различает, что хранится в данной ячейке памяти – число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. В результате программа в процессе своего выполнения может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторой ее части (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результат исполнения другой программы (на этом принципе основаны методы трансляции – перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины).

      3.Принцип адресности.Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек. Ячейки памяти имеют адреса, чтобы к ним можно было обращаться для записи или считывания информации.

      Все команды имеют одинаковую структуру. Они состоят из двух частей: кода операции и адресной части. Код операцииопределяет, какую операцию нужно выполнить. Адресная частьопределяет, где находятся операнды и куда необходимо поместить результат операции.

      Операндами называют данные, над которыми следует выполнить операции.

      В зависимости от количества использованных операндов при выполнении команды, различают одно-, двух-, трёх-, четырёхадресные и безадресные команды.

      В одноадресных командах указывается, в какой ячейке памяти находятся один из двух обрабатываемых операндов, второй операнд должен быть заранее помещён в арифметико-логическое устройство (АЛУ).

      В двух адресных командах оба операнда перед выполнением команды находятся в памяти ЭВМ, поэтому их адреса указываются в команде. По одному из этих адресов записывается результат, а находящийся в этой ячейке памяти операнд стирается.

      Код опер. А1 А2

      В трёхадресных командах два адреса указывают, где находятся исходные операнды, а третий, куда необходимо поместить результат.

      Код опер. А1 А2 А3

      В четырёхадресных командах три адреса используются для указания исходных операндов и результата, а четвёртый для указания адреса следующей команды:

      Код опер. А1 А2 А3 А4

      Безадресные команды содержит только код операций. В них обычно обрабатывается один операнд, который до и после операции находится в арифметическом устройстве. Безадресные команды могут использоваться только совместно с командами другой адресации. Такие команды используются для выполнения служебных операций (очистить экран, заблокировать клавиатуру, снять блокировку).

      Задания

      3.1 Для приведённой системы команд набора данных определить значение содержимого ячеек 0007 и 0008 после выполнения программы

      Ячейки памяти
      Код операции Операция Адреса операндов Операнды
      Считать
      Записать
      Сложить
      Вычесть
      Умножить
      Разделить

      Программа 1 Программа 2 Программа 3

      код операции адрес операнда
      код операции адрес операнда
      код операции адрес операнда

      Ячейки памяти

      3.2 Для приведённой системы команд набора данных определить значение содержимого ячеек 0008 и 0009 после выполнения программы




      Ячейки памяти
      Код операции Операция Адреса операндов Операнды
      Считать
      Записать
      Сложить
      Вычесть
      Умножить
      Разделить

      Программа 4 Программа 5 Программа 6

      код операции адрес операнда
      код операции адрес операнда
      код операции адрес операнда

      Ячейки памяти

      3.3 Для приведённой системы команд набора данных определить значение содержимого ячеек 0008 и 0009 после выполнения программы

      Ячейки памяти
      Код операции Операция Адреса операндов Операнды
      Считать
      Записать
      Сложить
      Вычесть
      Умножить
      Разделить

      Программа 7 Программа 8 Программа 9

      код операции адрес операнда
      код операции адрес операнда
      код операции адрес операнда

      Ячейки памяти

      Порядок выполнения

      4.1 Ознакомиться со структурой предложенных программ и команд, адресами ячеек основной памяти, кодами операций, которые предстоит выполнить.

      4.2 Выполнить задание предложенное преподавателем в соответствии с приведенным ниже примером

      ((11 + 24) / 5) * 7 – 3 = 46

      код операции адрес операнда Содержание команды
      Считать 11
      Сложить 24
      Разделить 5
      Умножить 7
      Вычесть 3
      Записать в ячейку 0007

      Ячейки памяти
      -

      5 Содержание отчёта

      5.1Название и цель занятия.

      5.2 Выполненные задания.

      5.3 Выводы по работе.

      Контрольные вопросы

      1. В чем заключается принцип программного управления ЭВМ?

      2. Пояснить принцип однородности памяти и адресности.

      3. Дать определения операнда.

      4. Какую информацию несет код операции и адресная часть команды?

      5. Объяснить структуру 2-х адресной команды.

      6. Объяснить структуру 4-х адресной команды.

      Перечень используемой литературы

      1 Инструкционная карта для выполнения практического занятия

      2 Конспект теоретического занятия.

      3 Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем.- Москва –ФОРУМ-ИНФА-М.2006 г.

      4 Пескова С.А., Кузин А.В. Архитектура ЭВМ. – Москва ФОРУМ-ИНФА-М.2006 г.

      Читайте также: