2 Архітектура обчислювальних систем



Скачати 26.83 Kb.
Дата конвертації04.12.2016
Розмір26.83 Kb.

2.1. Обчислювальні системи. Архітектура обчислювальних систем

2.1. Архітектура обчислювальних систем


Сукупність пристроїв, що призначені для автоматичної або автоматизованої обробки інформації називають обчислювальною технікою.

Конкретний набір, пов’язаних між собою пристроїв, називають обчислювальною системою. Центральним пристроєм для більшості обчислювальних систем є Електронна Обчислювальна Машина (ЕОМ) або комп’ютер.

Основні принципи побудови ЕОМ були запропоновані Джоном фон Нейманом у 1945 році.

Узагальнено, ЕОМ має 4 функціональні блоки.


Такі блоки є складовими архітектури будь якої ЕОМ, починаючи від калькуляторів і до супер ЕОМ. Джон фон Нейман сформулював також основні принципи, за якими працюють комп’ютери.

Основні принципи фон Неймана


  1. Принцип двійкового кодування. Вся інформація, що обробляється у комп’ютері, представлена у двійковому коді, що добре відображає два стійких стани елементів комп’ютера (є імпульс – «0», немає імпульсу – «1»)

  2. Принцип програмного керування. Робота на комп’ютері здійснюється за допомогою програм. Програма складається з набору команд, які в певній послідовності виконуються процесором. Ефективність програмного керування є вищою, коли програму можна застосовувати багаторазово і за різних початкових даних.

  3. Принцип однорідності пам’яті. Програми і дані зберігаються в одній пам’яті, тому комп’ютер не розрізняє, що знаходиться у комірці пам’яті: число, текст або команда. Над командами можна виконувати ті ж самі дії, що й над даними. Наприклад, команди одної програми можуть бути отримані як результат виконання іншої програми.

  4. Принцип адресності. Пам’ять комп’ютера складається з пронумерованих комірок. Процесор в будь який момент може звернутися до любої комірки за заданою адресою.

Ідеї фон Неймана і запропоновані ним архітектура та принципи функціонування комп’ютера є актуальними і на сьогоднішній день. Комп’ютери, що побудовані за такою схемою і базуються на таких принципах називаються комп’ютерами з архітектурою фон Неймана.

Сучасний комп’ютерце технічний пристрій, який після введення в пам’ять початкових даних у вигляді двійкових цифр та програми їхньої обробки, що також представлена двійковими цифрами, здатен автоматично здійснити обчислювальний процес, заданий програмою, і видати готові результати розв’язання задачі у формі, яка є прийнятною для користувача.

Реальна структура комп’ютера є значно складнішою. В сучасних комп’ютерах застосовуються відхилення від традиційної архітектури, втілюються передові ідеї стосовно вдосконалення характеристик існуючих елементів та розробляються нові більш ефективні пристрої.


Якість комп’ютера можна характеризувати за багатьма показниками:


  1. Швидкодія процесора (кількість операцій за одиницю часу).

  2. Кількість команд, що комп’ютер здатен розуміти.

  3. Кількість периферійних пристроїв вводу/виводу, які можна одночасно під’єднати до комп’ютера.

  4. Інші показники.

Тому, розробники всього світу постійно шукають шляхи для розробки нових, швидких та надійних процесорів, запам’ятовуючих пристроїв, пристроїв вводу/виводу тощо. Але тут існують обмеження фізичного та технологічного характеру, і тому, багато уваги приділяється вдосконаленню існуючих та розробці нових архітектур комп’ютерів.

Контрольні запитання


1. Що називається «обчислювальною технікою»?

2. Що є центральним пристроєм обчислювальної системи?

3. Які основні функціональні блоки мають бути у комп’ютері?

4. Основні принципи функціонування комп’ютера?

5. Що декларує «принцип програмного керування»?

6. Які комп’ютери називають «комп’ютери з архітектурою фон Неймана»?

7. Визначення поняття «комп’ютер»?

8. За якими показниками можна визначити потужність комп’ютера?







База даних захищена авторським правом ©lecture.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка