YourLib.net
Твоя библиотека
Главная arrow Информатика (Ю.А. Горяев) arrow §2. Принципы построения компьютера
§2. Принципы построения компьютера

§2. Принципы построения компьютера

   В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. Американским ученым Джоном фон Нейманом.
   1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды.
   А так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.
   Если же нужно после выполнения команды перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов, которые заносят в счетчик команд номер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».
   Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
   2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы могут быть получены как результаты 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 перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен. Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фоннеймановских. Но существуют компьютеры, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Для них, например, может не выполняться принцип программного управления, т.е. они могут работать без «счетчика команд», указывающего текущую выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам не обязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не-фоннеймановскими.
   Основными функциональными характеристиками персонального компьютера являются:
   1) производительность, быстродействие, тактовая частота. Производительность современных ЭВМ измеряют обычно в миллионах операций в секунду;
   2) разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса. Разрядность - это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно может выполнятся машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность персонального компьютера;
   3) типы системного и локальных интерфейсов. Разные виды интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды;
   4) емкость оперативной памяти. Емкость оперативной памяти измеряется обычно в Мбайтах. Многие современные прикладные программы с оперативной памятью, имеющие емкость меньше 16 Мбайт, просто не работают либо работают, но очень медленно;
   5) емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в Гбайтах.
   6) тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках. Сейчас применяются накопители на гибких магнитных дисках, использующие дискеты диаметром 3,5 дюйма, имеющие стандартную емкость 1,44 Мб.
   7) наличие, виды и емкость кэш-памяти. Кэш-память - это буферная, недоступная для пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения опеаций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запомиающих устройствах. Наличие кэш-памяти емостью 256 Кбайт увелиивает производительность персонального компьютера примерно на 20%;
   8) тип видеомониторов и видеоадаптера;
   9) наличие и тип принтера;
   10) наличие и тип накопителя на компакт дисках CD-ROM;
   11) наличие и тип модема;
   12) наличие и виды мультимедийных аудиовидеосредств;
   13) имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы;
   14) аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ. Аппаратная и программная совместимость с другими типами ЭВМ означает возможность использования на компьютере, соответственно, тех же технических элементов и программного обеспечения, что и на других типах машин;
   15) возможность работы в вычислительной сети;
   16) возможность работы в многозадачном режиме. Многозадачный режим позволяет выполнять вычисления одновременно по нескольким программам (многопрограммный режим) или для нескольких пользователей (многопользовательский режим);
   17) надежность. Надежность - это способность системы выполнять полностью и правильно все заданные ей функции.
   18) стоимость;
   19) габариты, вес и внешний вид системного блока.

 
< Пред.   След. >