Structura procesoarelor - studopediya

Acea parte a procesorului care execută instrucțiunile se numește o unitate logică aritmetică (ALU), iar cealaltă parte a acesteia, funcțiile de control al dispozitivului, numit unitatea de control (CU).

Principiul de uniformitate a memoriei. Programele și datele sunt stocate în aceeași memorie. Prin urmare, calculatorul nu face distincție între ceea ce este stocat în celula de memorie - numărul, textul sau comanda. Comenzile de mai sus pot efectua aceleași acțiuni ca datele. Aceasta deschide o gamă largă de posibilități. De exemplu, în procesul de implementare a programului poate fi, de asemenea, reciclate, care vă permite să specificați în regulile programului pentru anumite părți ale acestuia (ca în programul organizat de ciclurile de execuție și subrutine). Mai mult decât atât, comanda unui program poate fi obținut ca rezultatele executării unui alt program. Pe baza acestui principiu metode de traducere - software de traducere text cu un limbaj de programare de nivel înalt în limbaj mașină specifică.

Aceste principii au devenit clasice și au fost numite von Neumann. Cele mai multe calculatoare moderne sunt construite în conformitate cu aceste principii.

Acum, amintesc foarte pe scurt că acest program și algoritmul. Conceptul algoritmului (algoritmul cuvânt este derivat din numele Muhammad al-Khwarizmi, care a scris în tratatul din secolul IX, pe zecimală aritmetică), nu se limitează numai la domeniul tehnologiei de calculator. Conform intuitiv definiție: algoritm - un set de reguli care strict după care este posibil să se meargă de la date brute la rezultatul final. În BT „un set de reguli“ este o secvență de operații aritmetice și logice. Programul - un record al algoritmului în forma percepută de către calculator. Orice program este format din instrucțiuni individuale ale mașinii. Fiecare echipă necesită o anumită acțiune, și indică asupra a ceea ce operanzi acestei acțiuni se realizează. Programul este un set de instrucțiuni scrise într-o anumită succesiune, asigurând soluția problemei pe un computer.

Pentru a putea accepta CU comenzi, acestea trebuie să fie codificate în format digital. Controlul automat al procesului de rezolvare a problemei se realizează principiul de control al software-ului de către. care este caracteristica principală a calculatorului. (Fără un control program de calculator va deveni un calculator normal de viteză sau adăugarea de mașină).

Un alt principiu important este stocat în memoria de program. Conform acestui principiu, un program codat în format digital, este stocat în memorie pe picior de egalitate cu numere. Deoarece programul este stocat în memorie, aceeași comandă poate fi folosit pentru a prelua și a executa numărul necesar de ori. Mai mult decât atât, codurile de comandă de mai sus (ambele numere), puteți efectua unele operații aritmetice și modificați astfel comanda de program.

instrucțiunile de program sunt executate în ordinea poziției lor în locații de memorie succesive. Cu toate acestea, tranzițiile echipei necondiționate și condiționate se poate schimba această ordine, respectiv, desigur, sau în anumite condiții definite de tipul de raport este mai mare sau egal cu. În cele mai multe cazuri, starea de tranziție este generată ca urmare a operației anterioare. Este o instrucțiune de ramură condițională vă permite să construiască nu numai de program ciclic liniar, ci și ramificată și.

O varietate de calculatoare moderne este foarte mare. Dar structurile lor se bazează pe principiile generale ale logicii. permițând să aloce la orice calculator următoarele dispozitive principale:

memorie (memoria dispozitivului de stocare), format din celule numerotate;
procesor. care cuprinde o unitate de control (CU) și o unitate logică aritmetică (ALU);
un dispozitiv de intrare;
de ieșire.

Aceste dispozitive sunt conectate prin canale de comunicare prin care se transmite informații.

Unitatea de calculator principal și comunicarea dintre ele sunt reprezentate în diagrama). Săgețile aldine indică informațiile de cale și direcția, iar săgeata simplă - calea și direcția de transmitere a semnalelor de control.

Schema generală a unui calculator

primirea de informații de la alte dispozitive;
memorarea informațiilor;
emiterea de informații la cerere în dispozitiv alte mașini.

prelucrarea datelor unui program dat prin efectuarea operații aritmetice și logice;
Software-ul de control al dispozitivelor de operare în calculator.

De obicei, aceste două dispozitive sunt alocate pur arbitrare, ele nu sunt separate structural.

Ca parte a procesorului are un număr de celule suplimentare de memorie specializate numite registre.

Înregistrare îndeplinește funcția de stocare pe termen scurt sau echipa. De-a lungul conținutului unor registre de circuite electronice speciale pot efectua unele manipulări. De exemplu, „tăiat“ părți de comenzi pentru utilizare ulterioară, sau pentru a efectua anumite operații aritmetice pe numere.

Există mai multe tipuri de registre, punctele de vedere ale operațiunilor diferite. Unele registre importante au propriile lor nume, de exemplu:

Să aruncăm o privire mai atentă la calculator, acesta nu este la fel de complicat cum pare la prima vedere. computere mainframe care există astăzi, numit cadru principal, arata ca dulapuri mari sau rafturi amplasate în camere mari spațioase. Deoarece aceste rafturi sunt interconectate și nu pot vedea în mod direct, cablurile se află sub podea, în așa-numitele conductele de cablu. Microcalculatoare, de exemplu, cum ar fi un ceas digital sau un cuptor cu microunde este, în general dificil de a discerne. Și nu e că acestea sunt în interiorul altor dispozitive. Doar de obicei, efectuat pe un singur cip de siliciu, acoperit cu plastic și numit un cip. Calculatorul personal arată aproximativ la fel ca în picioare pe masă și dispozitive interconectate. Sunteți conștienți de numele lor: unitatea de sistem, monitor, tastatura, imprimanta. Acest lucru nu este cu siguranță o listă exhaustivă. Există scanere, modemuri, mouse-uri, plottere (plottere), și multe altele. Și - din nou, toate computerele sunt aranjate în mod similar. Fiecare are un procesor central, memorie și periferice. Procesorul efectuează calculele și controlează celelalte componente ale calculatorului. Stochează date de memorie. Dispozitivele externe permit comunicarea cu lumea exterioară, de exemplu, cu utilizatorul. Această structură a oferit, de asemenea, calculatoare Charles Babbage. O mare varietate de aceste componente de bază și conectarea lor și oferă întreaga lume incredibil de calculatoare. Aici ne uităm la organizarea fizică a calculatoarelor personale Tera IBM, periferia sa și principiile de cuplare a componentelor individuale. Deoarece în manualul propus nu este un ghid pentru proiectarea calculatorului, nu abordează aceste probleme în detaliu. Declarațiile, cu toate acestea, este de ajuns pentru a înțelege principiile IBM de lucru / PC, compoziția echipamentului suplimentar conectat la computer, și în special interacțiunea sa cu restul sistemului. Un computer este foarte mult ca o mașină. De asemenea, este format din mai multe dispozitive individuale, fiecare dintre care este conectat la o unitate, numit sistem, care joacă rolul de dispozitiv de coordonare. Uită-te în interiorul unității de sistem (nu este nevoie să încercați să obțineți în interiorul monitorului - nu este nimic interesant, în afară de aceasta este periculos): deschide cazul și pentru a găsi unele placi, blocuri, cabluri de conectare. Toate placa de bază care fac parte din orice modele IBM / PC sunt plasate într-o cutie mare, numit sistem. Unitatea de sistem include toate componentele necesare pentru a permite computerului să ruleze fără adăugiri. Constituantă IBM / PC poate fi privit din trei perspective diferite: pe unde sunt amplasate, modul în care acestea funcționează, și modul în care interacționează unele cu altele. Să considerăm distribuția spațială a acestor componente. Componentele fizice ale IBM / PC pot fi împărțite în componentele plăcii de bază și de expansiune carduri. Placa de sistem sunt un microprocesor, primul 64K de memorie și software „embedded“, cum ar fi de intrare de bază / program de ieșire (BIOS), stocate în cipurile ROM. Placa are mai multe conectori gratuite pentru echipamente suplimentare de legătură, care pot fi introduse în calculator. blocuri de extensie sunt inserate în aceste mufe, situată pe placa de bază. Pentru a înțelege funcționalitatea lor, uita-te la diagrama bloc a unui calculator tipic (fig. 1). Ea nu pretinde că acuratețea absolută și este destinat numai pentru a arăta numirea, relația și compoziția tipică a elementelor, și să-l folosească (la fel ca și în cazul mașinii) nu este necesar să se cunoască scopul fiecărei părți. Cu toate acestea, pentru a înțelege modul în care funcționează sistemul, trebuie să aibă cel puțin o idee despre cum să opereze pe-o parte sensibil.