Реферат: Основные характеристики ЭВМ

Каждый тип информации имеет свои форматы — структурные единицы информации, закодированные двоичными цифрами «О» и «1». Обычно все форматы данных, используемые в ЭВМ, кратны байту, т.е. состоят из целого числа байтов.

Последовательность битов в формате, имеющая определенный смысл, представлена полем. Например, в каждой команде программы различают поле кода операций, поле адресов операндов. Примени­тельно к числовой информации выделяют знаковые разряды, знача­щие разряды чисел, старшие и младшие разряды.

Последовательность, состоящая из определенного, принятого для данной ЭВМ числа байтов, называется словом. Для больших ЭВМ размер слова составляет 4 байта, для ПЭВМ — 2 байта. В качестве структурных элементов информации различают также полуслово, двойное слово и др.

Схема ЭВМ, отвечающая программному принципу управления, логично вытекает из последовательного характера преобразований, выполняемых человеком по некоторому алгоритму (программе). Обоб­щенная структурная схема ЭВМ первых поколений представлена на рис. 1.

В любой ЭВМ имеются устройства ввода информации (УВв), с помощью которых пользователи вводят в ЭВМ программы решае­мых задач и данные к ним. Сначала введенная информация полнос­тью или частично запоминается в оперативном запоминающем уст­ройстве (ОЗУ), а затем переносится во внешнее запоминающее уст­ройство (ВЗУ), предназначенное для длительного хранения информа­ции, где преобразуется в специальный программный объект — файл. Файл — это имеющий имя информационный массив (программа, дан­ные, текст и т.п.), размещаемый во внешней памяти и рассматривае­мый как неделимый объект при пересылках и обработке.

При использовании файла в вычислительном процессе его содер­жимое переносится в ОЗУ. Затем программная информация команда за командой считывается в устройство управления.

Устройство управления (УУ) предназначается для автоматичес­кого выполнения программ путем принудительной координации работы всех остальных устройств ЭВМ. Цепи сигналов управления показаны на рис. 1штриховыми линиями. Вызываемые из ОЗУ ко­манды дешифрируются устройством управления: определяются код операции, которую необходимо выполнить следующей, и адреса опе­рандов, принимающих участие в данной операции.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) выполняет арифмети­ческие и логические операции над данными. Основной частью АЛУ является операционный автомат, в состав которого входят суммато­ры, счетчики, регистры, логические преобразователи и др. Оно каж­дый раз перестраивается на выполнение очередной операции. Резуль­таты выполнения отдельных операций сохраняются для последующего использования на одном из регистров АЛУ или записываются в па­мять. Отдельные признаки результатов г (г=0, г<0, г>0 и др.) устрой­ство управления использует для изменения порядка выполнения ко­манд программы. Результаты, полученные после выполнения всей программы вычислений, передаются на устройства вывода (УВыв) информации. В качестве УВыв могут использоваться экран дисплея, принтер, графопостроитель и др.

Современные ЭВМ имеют достаточно развитые системы машин­ных операций. Например, ЭВМ типа IBMPC имеют около 200 раз­личных операций (170 — 230 в зависимости от типа микропроцессо­ра). Любая операция в ЭВМ выполняется по определенной микропрог­рамме, реализуемой в схемах АЛУ соответствующей последователь­ностью сигналов управления (микрокоманд). Каждая отдельная мик­рокоманда — это простейшее преобразование данных типа алгебраи­ческого сложения, сдвига, перезаписи информации и т.п.