Презентация на тему Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

логическая организация и структура аппаратных ресурсов вычислительной системы и

программного обеспечения.
Открытая
Закрытая

архитектура компьютера, периферийного устройства или же программного обеспечения, на

которую опубликованы спецификации, что позволяет другим производителям разрабатывать дополнительные устройства к системам с такой архитектурой.

обеспечения совместимости своих продуктов с продуктами других производителей.

В области

компьютерных технологий стандарты определяют физические и функциональные характеристики:
оборудования ПК;
сетевого и коммуникационного оборудования;
операционных систем;
программного обеспечения.

создаваемых несколькими фирмами
Национальные стандарты
Международные стандарты

национальный институт стандартов.
Коммуникации: коды, алфавиты, сигнальные схемы; микрокомпьютеры:

языки программирования, интерфейс SCSI, драйвер ansi.sys.
Основные стандарты и спецификации: интерфейс Token Ring, CSMA/CD, SQL, алгоритмы шифрования.

открытых систем.
Electronic Industries Association, EIA – Ассоциация отраслей

электронной промышленности (RS-232, RS-449, RS-422, RS-423).
Institute of Electrical and Electronic Engineers Inc., IEEE – Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике.
International Standards Organization, ISO – Международная организация по стандартизации.

открытая программная среда.
Разработка общей рабочей Unix-среды. В консорциум входят

IBM, HP, SunSoft, Novell.

CCITT – Международный консультативный комитет по телеграфии и телефонии.

Протоколы CCITT относятся к модемам, сетям, передаче факсимильных сообщений. 15 исследовательских групп: A и B - раб. процедуры, термины и определения, I - ISDN, K и L - защита оборудования, R-U - терминальные и телеграфные услуги, V - передача данных по телефонным сетям, X - сети передачи данных.

IITU,nternational Telecommunications Union)

of Electrical and Electronics Engineers)
IEEE 754 — числа с

плавающей запятой
IEEE 802.1 — управление сетевыми устройствами и их взаимодействие
IEEE 802.2 — LLC (Logical Link Control) — управление логическими соединениями
IEEE 802.3 — технология Ethernet
IEEE 802.4 — маркерная шина (token bus)
IEEE 802.5 — маркерное кольцо (англ. token ring)
IEEE 802.6 — Metropolitan Area Network, MAN - сети мегаполисов.
IEEE 802.7 — Broadband Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по широкополосной передаче.
IEEE 802.8 — Fiber Optic Technical Advisory Group - техническая консультационная группа по волоконно-оптическим сетям.

of Electrical and Electronics Engineers)
IEEE 802.9 — Integrated Voice

and data Networks - интегрированные сети передачи голоса и данных.
IEEE 802.10 — Network Security - сетевая безопасность.
IEEE 802.11 — высокоскоростные беспроводные локальные сети
IEEE 802.12 — Demand Priority Access LAN, 100VG-AnyLAN - локальные сети с методом доступа по требованию с приоритетами.
IEEE 802.15 — Беспроводные персональные сети (WPAN),Bluetooth
IEEE 802.16 — беспроводная городская сеть, WiMAX
IEEE 802-2001 — Стандарт для локальных и региональных вычислительных сетей. Обзор и архитектура.
IEEE 1149 — Стандарт периферийного сканирования микросхем (Boundary Scan) - тестирование, программирование и локализация неисправностей печатных плат.
IEEE 1284 — параллельный интерфейс
IEEE 1394 — FireWire(i-Link)— последовательная высокоскоростная шина, предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими электронными устройствами.
IEEE 1059 — Guide for Software Verification and Validation Plans — Руководство по планированию верификации и подтверждения достоверности программного обеспечения.

это архитектура, спецификации которой не опубликованы, либо в них

не предусмотрено подключение устройств и дополнительных плат.

рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства»:
обосновывается использование двоичной системы для

представления чисел.
принцип «хранимой программы».
Архитектура Фон-Неймана - подразумевает физическое отделение процессорного модуля от устройств хранения программ и данных.

Джон Фон-Нейман

двоичной системы счисления для представления данных и команд.
Принцип однородности

памяти.
Как программы (команды), так и данные хранятся в одной и той же памяти (и кодируются в одной и той же системе счисления — чаще всего двоичной). Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными.
Принцип адресуемости памяти.
Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.
Принцип программного управления.
Программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором друг за другом в определенной последовательности.
Принцип последовательного программного управления
Все команды располагаются в памяти и выполняются последовательно, одна после завершения другой.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относят к типу фоннеймановских.

машины и медленной работой устройств ввода-вывода.
Контроллер - специализированный процессор,

управляющий работой «вверенного ему» внешнего устройства по специальным встроенным программам обмена.

происходит обмен информацией между процессором и памятью и их

связь с периферийными устройствами.

параллельно «проходящих» через неё;
Пропускная способность – количество бит информации,

передаваемых по шине за секунду.

правило не совпадают.
Пример:
Компьютеры с процессором 80286 имеют 16-разрядную шину

данных, компьютеры семейства Pentium – 64 разрядную шину данных.

устройствами в любом направлении.
Разрядность шины данных определяется разрядностью процессора,

т.е. количеством двоичных разрядов, которые могут обрабатываться и передаваться процессором одновременно.
Разрядность процессоров постоянно увеличивается по мере развития компьютерной техники.

или откуда считываются данные по шине данных, производит процессор.
Каждое

устройство или ячейка оперативной памяти имеет свой адрес.
Адрес передается по адресной шине, причем сигналы по ней передаются в одном направлении – от процессора к оперативной памяти и устройствам (однонаправленная шина).

количество однобайтовых ячеек оперативной памяти, которые могут иметь уникальные

адреса.
Если разрядность адресной шины равна n, то максимальный адрес, который может быть по ней передан – 2n.
Очевидно, количество байтов оперативной памяти не должно превышать 2n, иначе байты с большими адресами не будут использоваться.

и могут адресовать память объемом
224= 16 777 216 байт=16

Мб.

Компьютеры семейства Pentium – 32 разрядную адресную шину и могут адресовать память объемом 4 Гб.

обмена информацией по магистрали.
Сигналы управления показывают, какую операцию –

считывание или запись информации из памяти – нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т.д

шины на тактовую частоту, которая, как и для процессора,

определяется генератором тактовой частоты.
Пример:
Для 16-разрядной шины при тактовой частоте 8,33 МГц пропускная способность равна:
16 бит x 8,33 МГц=16,66 Мбайт/с.

внешних устройств
Компьютеры перестают быть однопроцессорными

специальные программы управления устройством (для каждого устройства – своя).

Такие программы называются драйверами.

подразумевает физическое разделение хранения и одновременную передачу для обработки

данных и команд.
Модифицированная гарвардская архитектура - идея использовать общую шину данных и шину адреса для всех внешних устройств, а внутри процессора использовать шину данных, шину команд и две шины адреса  современные сигнальные процессоры.

и данных применяется и внутри кристалла.
В этих микросхемах более

важным параметром является не быстродействие, а надежность работы устройства.
Надежность достигается невозможностью случайного стирания программы в процессе ее выполнения

Понятие и основные виды архитектуры ЭВМ

– сочетают преимущества гарвардской архитектуры и архитектуры Фон-Неймана.
Например: современные

варианты процессоров ARM обладают раздельной кэш-памятью для инструкций и данных, что позволяет им за один такт получать одновременно как команду, так и данные для её выполнения, то есть процессорное ядро, формально, является гарвардским, но с программной точки зрения выглядит как фон-Неймановское, что упрощает написание программ.