🗊Презентация Понятие архитектуры ЭВМ и общие механизмы функционирования

Раздел 1. Введение в архитектуру ЭВМ. 1.1. Понятие архитектуры ЭВМ и общие механизмы функционирования.

План: Базовые определения. Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов. Программный принцип управления. Алгоритм командного цикла для ЭВМ с архитектурой фон Неймана. Конвейер команд. Многоуровневая память. Загрузка ОС и прикладных программ.

Классическая модель фон Неймана, реализует способ обработки, называемый Одиночный поток Команд и Одиночный поток Данных (ОКОД). Классическая модель фон Неймана, реализует способ обработки, называемый Одиночный поток Команд и Одиночный поток Данных (ОКОД). Конвейерные вычислительные системы, используют множественный поток команд (МКОД). Процесс "досрочного" считывания последовательно расположенных байт памяти называют опережающей выборкой.

Суперскалярная архитектура.

Выводы Важным элементом устройства управления в машине фоннеймановской архитектуры является счетчик команд. Каждая команда программы реализуется согласно стандартному алгоритму: а) выборка команды из памяти, б) модификация значения счетчика, в) выполнение команды и г) повторение сначала. Выборка команд и данных из памяти производится одинаковым образом. Для реализации переходов в разветвляющихся и циклических программах в ходе выполнения команд данного типа содержимое счетчика команд изменяется. При переходе к байтовой структуре памяти счетчик стал увеличиваться не на единицу, а на количество байт в очередной команде. Длины команд не во всех машинах являются постоянными. Одно из наиболее существенных усовершенствований основного алгоритма выполнения команд программы состоит в организации конвейерного способа их выполнения. Ради повышения производительности в современных моделях процессоров при выполнении команд программы используются все усложняющиеся алгоритмы. Совершенствование технологий производства также позволяет модифицировать этот процесс (например, использовать несколько конвейеров и т.д.).

6. Многоуровневая память. Многоуровневая память (англ. multilevel memory) — организация памяти, состоящая из нескольких уровней запоминающих устройств с различными характеристиками и рассматриваемая со стороны пользователей как единое целое. Трехуровневая организация памяти: сверхоперативная (СОЗУ) оперативная (ОЗУ) внешняя (ВЗУ).

Физическая организация памяти Запоминающие устройства компьютера разделяют, как минимум, на два уровня: основную (главную, оперативную, физическую ), вторичную (внешнюю) память. Иерархия памяти по убыванию времени доступа, возрастанию цены и увеличению емкости

Логическая память Сегментация – это схема управления памятью, поддерживающая взгляд пользователя на то, как хранятся программы и данные, основываясь на модульном принципе построения программ. Сегмент – область памяти определенного назначения, внутри которой поддерживается линейная адресация. Сегменты содержат: процедуры, массивы, стек, скалярные величины, информацию смешанного типа. ↓ Двумерная память: где адрес состоит из: номер сегмента, смещение внутри сегмента.

Расположение сегментов процессов в памяти компьютера