Principes du fond de la conception de NEYMAN de systèmes informatiques. Principes du fond de Neymanan construisant une machine informatique électronique. N \u003d 2 i, où je

En 1946, John Von Neuman (avec co-auteurs) a décrit l'architecture d'une calculatrice abstraite, qui est maintenant appelée machine von nimanana . Cette voiture est modèle abstraitEum, cependant, cette abstraction diffère des artistes d'algorithmes abstraits d'algorithmes (par exemple, des machines de Turing). Si la machine Turning n'est pas fondamentalement mise en œuvre en raison de la bande infinie entrante dans son architecture, la machine Neiman von n'est pas utilisable pour mettre en œuvre, autant de détails dans l'architecture de cette voiture. non précisé. Cela a été fait spécifiquement de ne pas tirer une approche créative des nouveaux ordinateurs.

En un sens, la machine Nymanana Nymanan est comme structures de données abstraites, que vous avez étudié dans le semestre précédent. Pour que ces structures de données, vous vous souviendrez de les utiliser, il était nécessaire d'afficher sur les structures de données de stockage et de mettre en œuvre les opérations correspondantes sur ces données.

On peut dire que dans la voiture von Neumana, ces caractéristiques de l'architecture, qui, à un degré ou une autre, devraient être inhérentes, de l'avis des auteurs de cette voiture abstraite, tous les ordinateurs. Bien sûr, presque tous les ordinateurs modernes de leur architecture diffèrent de la voiture von Nymanan, mais il est pratique d'étudier ces différences exactement comment différence, Effectuant des comparaisons et une comparaison avec la machine Neimane von. Si nous considérons cette voiture, l'attention sera attirée sur les différences entre l'architecture de la machine de fond Néiman des ordinateurs modernes. Les propriétés fondamentales de l'architecture de la machine von Neumanana seront formulées comme principes von nimanana. Pendant de nombreuses années, ces principes ont déterminé les principales caractéristiques de l'architecture de l'Aum de plusieurs générations.

En figue. 2.1 Affiche le schéma de la machine Von Neuman, comme il est représenté dans la plupart des manuels dédiés à l'architecture de l'ordinateur. Dans ce dessin, des flèches épaisses sont montrées streams de commande et donnéeset la transmission mince entre les appareils signaux de contrôle. Neumana Von Machine est composée de dispositifs de mémoire, d'E / S et processeur central (CP). Le processeur central est à son tour consiste en appareils de controle (Uu) et dispositif logique arithmétique (Alu). Considérons un périphérique séquentiel de l'arrière-plan de la machine NEYMANAN et les fonctions effectuées par eux.

Mémoire

Le principe de la linéarité et de l'uniformité de la mémoire.

Mémoire - séquence linéaire (commandée) homogène de certains éléments appelés cellules. Pour toute cellule de mémoire, d'autres périphériques de machine (flèches épaisses) peuvent enregistrer et lire les informations, et la date de lecture de n'importe quelle cellule est également pour toutes les cellules. Le temps d'enregistrement dans une cellule est également le même (c'est le principe homogène Mémoire). Une telle mémoire dans les ordinateurs modernes est appelée mémoire vive (Mémoire d'accès aléatoire, RAM). En pratique, de nombreux ordinateurs peuvent avoir des parties de différents types, dont l'une ne supporte que des informations de lecture (en lecture seule, ROM), d'autres ne permettent pas d'enregistrer, mais plus de temps que le reste de la mémoire (c'est-à-dire le soi-disant semi-permanent Mémoire) et d'autres.

Les cellules de la mémoire dans la machine NEIMANE von sont numérotées de zéro à un certain nombre positif N, qui est généralement de degré de deux. Adresse de cellule C'est ce qu'on appelle son numéro. Chaque cellule est composée de petites parties, appelées décharge et les chiffres sont également nuls à un certain nombre. Le nombre de décharges dans la cellule est noté morsure de mémoire. Chaque catégorie peut stocker le chiffre dans un certain système. Dans la plupart des ordinateurs, un système de numéros binaires utilise, car Cela est plus rentable du point de vue de la mise en œuvre du matériel, dans ce cas, un stockage de décharge bit informations. Huit bits est un octet.

Le contenu de la cellule est appelé mot de la machine. Du point de vue de l'architecture, le mot machine est une quantité minimale de données que divers nœuds de machine peuvent échanger (ne pas oublier cependant le transfert de signaux de contrôle par des flèches minces). De chaque cellule de mémoire peut être considérée copie Word de la machine et transférez-le à une autre partie de la mémoire, tandis que l'original ne change pas. Lorsque vous écrivez en mémoire, l'ancien contenu de la cellule disparaît et est remplacé par un nouveau mot machine.

Notez que, dans la pratique, résoudre le problème de la préservation du mot de la machine d'origine lors de la lecture de la cellule pour certains types de mémoire est non pastridique et assez de temps, car dans cette mémoire (on l'appelle dynamique Mémoire) lorsque la lecture des effondres d'origine. Nous donnons typiques caractéristiques de la mémoireordinateur moderne.

1. Capacité de la mémoire - des centaines de millions de cellules (généralement huit fois).

2. Vitesse de mémoire: temps d'accès (délai minimum en lisant le mot) et temps d'un cycle (Le délai minimum en lecture de la même cellule de deux mots) est l'ordre des unités et des dizaines de nanosecondes (1 seconde \u003d 10 9 nanosecondes). Notez que le temps de cycle a été mentionné ci-dessus suiteque l'heure d'accès, car il est nécessaire de restaurer le contenu détruit lors de la lecture du contenu.

3. Coût. Pour la mémoire principale de l'ordinateur, il suffit de savoir que la mémoire plus rapide, plus naturellement, plus coûteuse. Les valeurs spécifiques du coût de la mémoire ne sont pas d'intérêt dans nos conférences.

Le principe d'indistermination des commandes et des données. Word de la machine représente une commande ou une donnée donnée (numéro, informations de caractère, élément d'image, etc.). Pour une brièveté, à l'avenir, nous appellerons de telles informations β-caduques. Ce principe de Nimanana, le fond est que les chiffres et les équipes indiscernable Les uns des autres - en mémoire et ceux qui sont représentés par un ensemble de décharges, et en termes d'apparition du mot machine, il est impossible de déterminer ce qu'il représente - une commande ou un nombre.

Ce principe implique une conséquence évidente - principe du programme stocké . Ce principe est très important, son essence est que le programme est stocké en mémoire avec des chiffres, ce qui signifie qu'il peut changer lors du compte de ce programme. Ils disent aussi que le programme peut modifier Pendant le score. Notez que lorsque Von Neumann a écrit son travail, la plupart des ordinateurs alors gardaient le programme à la mémoire d'une espèce et les chiffres de la mémoire d'une autre espèce. Dans les ordinateurs et programmes modernes, et les données sont stockées dans la même mémoire.

Principes de base des exercices sur l'architecture des machines informatiques posé en circulation mathématicienne américaine John von Neuman. Il est connecté à la création du premier ordinateur de la lampe au monde en 1944, lorsque sa conception était déjà choisie. En train de travailler pendant de nombreuses discussions avec ses collègues Goldstayin et A. Berks Von Neumanov, a exprimé l'idée d'un ordinateur fondamentalement nouveau. En 1946, les scientifiques ont exposé leurs principes pour la construction de machines informatiques dans l'article classique "Pré-considération de la conception logique d'un dispositif informatique électronique". Depuis lors, un demi-siècle est passé, mais les dispositions avancées en informatique conservent la pertinence aujourd'hui.

L'article est justifiant de manière convaincante l'utilisation d'un système binaire pour représenter des chiffres (il est à noère que les machines informatiques précédentes ont stocké les nombres traités sous forme décimale). Les auteurs ont démontré de manière convaincante les avantages du système binaire de mise en œuvre technique, de la commodité et de la simplicité des opérations arithmétiques et logiques. À l'avenir, l'ordinateur a commencé à traiter et à des types d'informations non tranchés - textuels, graphiques, son et autres, mais le codage des données binaires est toujours la base d'informations de tout ordinateur moderne.

Une autre idée véritablement révolutionnaire, dont la valeur est difficile à surestimer est le principe du "programme stocké" proposé par Neumann. Initialement, le programme a été défini par l'installation de cavaliers sur un panneau de commutation spécial. C'était une activité très fastidieuse: par exemple, de modifier le programme de la machine endiac, elle était nécessaire pendant plusieurs jours (bien que le calcul ne puisse réellement durer plus de quelques minutes - les lampes étaient hors de l'ordre). Neumann a été le premier à avoir deviné que le programme pourrait également être stocké sous la forme d'un ensemble de zéros et d'unités et dans la même mémoire que le numéro traité par celui-ci. L'absence d'une différence fondamentale entre le programme et les données a donné la possibilité de former un programme pour lui-même conformément aux résultats des calculs.

Contexte Neumann, non seulement proposez les principes fondamentaux du dispositif logique de l'ordinateur, mais également proposé sa structure reproduite lors des deux premières générations de l'ordinateur. Les blocs principaux sur le Neiman sont le dispositif de commande (UU) et un dispositif logique arithmétique (Alu) (généralement fusionné dans le processeur central), la mémoire, la mémoire externe, les périphériques d'entrée et de sortie. Le diagramme de périphérique est présenté à la Fig. 1. Il convient de noter que la mémoire externe diffère des périphériques d'entrée et de sortie au fait que les données à elle sont entrées sous la forme d'un ordinateur pratique, mais inaccessible à la perception directe par l'homme. Ainsi, le dispositif de stockage sur les disques magnétiques fait référence à la mémoire externe et le clavier est un périphérique d'entrée, des appareils d'affichage et d'impression - de sortie.

Figure. 1. L'architecture de l'ordinateur construit sur les principes de Nimanan. Les petites lignes avec des flèches indiquent la direction des flux d'informations, des signaux de commande pointillés du processeur au reste des nœuds d'ordinateur

Le dispositif de contrôle et le dispositif logique arithmétique dans des ordinateurs modernes sont combinés dans un bloc-bloc - un processeur d'inverseur d'informations provenant de la mémoire et des périphériques externes (ici comprend un échantillon de commandes de la mémoire, de codage et de décodage, effectuant divers, y compris l'arithmétique , Opérations, coordination des nœuds informatiques). Plus de détails sur la fonction de processeur seront discutés ci-dessous.

La mémoire (mémoire) stocke des informations (données) et des programmes. Dispositif de stockage dans des ordinateurs modernes "multi-niveaux" et comprend un périphérique de stockage opérationnel (RAM) qui stocke les informations avec lesquelles l'ordinateur fonctionne directement à ce stade (programme exécutable, une partie des données requises pour cela, certains programmes de contrôle) et Dispositifs de stockage externes () une capacité beaucoup plus grande que la RAM. Mais avec un accès nettement plus lent (et de manière significative moins de coûts pour 1 information stockée d'octets). La classification des dispositifs de mémoire ne finit pas sur la RAM et la surveillance des dispositifs de mémoire - des fonctions spécifiques à des dispositifs de mémoire sont effectuées et créant (périphérique de stockage superopératif) et la ROM (dispositif de stockage constant) et d'autres sous-espèces de la mémoire de l'ordinateur.

Dans l'ordinateur construit selon le schéma décrit, la lecture séquentielle des commandes de la mémoire et leur exécution se produit. Nombre (adresse) d'une autre cellule de mémoire. À partir de laquelle la commande de programme suivante sera récupérée, indiquée par un périphérique spécial - une commande de commande à l'UU. Sa présence est également l'une des caractéristiques de l'architecture à l'étude.

La conception de la base néimienne de l'architecture des dispositifs informatiques était si fondamentale qu'elle ait reçu le nom de "l'architecture de fond Neumanovsk" dans la littérature. La majorité écrasante des machines informatiques d'aujourd'hui sont des voitures de fond-neumanovsky. Les exceptions ne sont que des types individuels de systèmes pour l'informatique parallèle, dans lesquels il n'y a pas de compteur de commande, le concept classique de la variable n'est pas mis en œuvre et il existe d'autres différences fondamentales essentielles du modèle classique (exemples de machines informatiques en streaming et de réduction).

Apparemment, une écart significative de l'architecture Nimanovsk se produira à la suite du développement de l'idée des machines de cinquième génération, qui reposent sur le traitement des informations dans lesquels ne sont pas des calculs, mais des conclusions logiques.

Quelque chose comme nostalgie: principes de Nymanan

J'ai échoué à trouver un ordinateur portable avec la première partie des conférences sur l'architecture de l'ordinateur, les données devaient donc prendre d'autres sources.
En 1945, John Von Neman, physicien et mathématicien d'origine hongroise, qui travaillait aux États-Unis sur le projet de l'ENIAC, a publié un rapport dans lequel les principes de base de la construction d'un ordinateur ont été planifiés. Les dispositions exprimées dans le rapport ont été appelées «principes de Naman».

1. Principe de la gestion des logiciels.
Le programme consiste en un ensemble de commandes effectuées par le processeur séquentiellement. L'échantillon du programme de la mémoire est effectué à l'aide du compteur de commande. La sélection des commandes de la mémoire s'arrête à la réalisation et à l'exécution de la commande "Stop".

On peut voir que les commandes du programme et les programmes eux-mêmes sont exécutées peu de temps après l'autre. En outre, l'architecture de l'arrière-plan de Naiman vous permet d'effectuer des transitions conditionnelles et inconditionnelles si vous devez exécuter la commande, ce qui n'est pas les suivants immédiatement après le rempli, mais situé ailleurs. Mais cela ne viole pas le principe consécutif d'exécution des commandes. Puisque une seule équipe peut être effectuée à chaque fois.

2. Le principe de l'uniformité de la mémoire.
Les programmes et les données sont codés dans le code binaire et stockés dans une mémoire. Sur les commandes, vous pouvez effectuer les mêmes actions que ci-dessus les données.

Ainsi, la mémoire est toujours stockée dans cette cellule - données ou commandes. De plus, ce principe permet de recycler le programme pendant le processus d'exécution (comme le programme est organisé par l'exécution des cycles et des sous-routines). Les commandes d'un programme peuvent être obtenues comme résultats de l'exécution d'un autre programme. Dans ce principe, les méthodes de diffusion sont basées sur la traduction du texte du programme depuis le langage de programmation de haut niveau dans la langue de la commande de la machine spécifique.

Différents types de données peuvent être séparés par des formats.

3. Le principe de ciblage.

Structurellement, la mémoire principale (RAM) est constituée de cellules numérotées. Un processeur dans un moment de temps arbitraire est disponible n'importe quelle cellule.

La RAM, telle qu'elle était, est décomposée sur les cellules de la longueur fixe. Caudi Une telle cellule a une adresse (et un nombre en réalité), faisant référence à laquelle vous pouvez obtenir le contenu de la cellule.

Ces principes sont devenus longs de la détermination du développement des ordinateurs. Seulement dans les années 60, la théorie des systèmes informatiques est apparue au-delà des principes des principes de Naman (la principale différence consistait en parallélisme des calculs). Mais cela concerne les grands ordinateurs professionnels et les ordinateurs personnels ont utilisé ces principes jusqu'à récemment. Notre professeur d'architecture EVM Igor Yusupovich nous a dit que l'ordinateur Fonnemannian s'est pratiquement épuisé. Ensuite, je n'ai pas imaginé ce que cela se passerait, et maintenant, deux transformateurs de deux et quatre cœurs sont devenus ordinaires

Tous les ordinateurs modernes, malgré le fait qu'un grand nombre de temps passait, ils travaillent sur les principes du Nimanan proposé par le mathématicien américain (1903 - 1957). A également apporté une contribution significative au développement et à l'application des ordinateurs. A été la première qui a fondé les principes pour lesquels l'ordinateur fonctionne:

1. Le principe du codage binaire: toutes les informations de l'ordinateur sont présentées sous forme binaire, une combinaison de 0 et 1.

2. Le principe de l'uniformité de la mémoire: les programmes et les données sont stockés dans la même mémoire. Par conséquent, l'ordinateur ne reconnaît pas qu'il est stocké dans cette cellule de mémoire, et les chiffres, le texte, la commande, etc. peuvent être situés ci-dessus. les commandes. Tel que appliqué.

3. Le principe de l'adressage de la mémoire: Schématiquement op (mémoire de base) est composé de cellules numérotées, de processeur centrale (processeur central) à tout moment disponible toute cellule de mémoire. Par conséquent, il est possible d'attribuer les noms de blocs de mémoire pour l'interface plus pratique de l'OP et de la CPU.

4. Principe de la gestion des logiciels série: le programme consiste en un ensemble de commandes effectuées successivement par l'autre.

5. Le principe de la transition conditionnelle: il n'arrive pas toujours à ce que les commandes soient effectuées une après une, la présence d'une commande de transition conditionnelle, qui modifie des commandes exécutées séquentiellement, en fonction de la valeur des données stockées.

. Classification de l'ordinateur moderne.

Moderne l'ordinateurdivisé en incorporé microprocesseurs, micro-ordinateur (Ordinateur personnel), grand EUM. et supéri - Ordinateur complexe avec plusieurs processeurs.

Microprocessions - Processeurs mis en œuvre sous la forme intégral Électronique microcham.. Les microprocesseurs peuvent être intégrés dans des téléphones, des téléviseurs et d'autres appareils, machines et appareils.

Sur microcirces intégrées Les processeurs et la RAM de tous les micro-ordinateurs modernes sont implémentés, ainsi que tous les blocs de grand ordinateur et de courrier électronique, ainsi que tous les appareils programmables.

Performance de microprocesseurest plusieurs million exploitation par seconde et le volume des blocs de RAM modernes - plusieurs millions d'octets.

Microvm -ce sont l'étopolnaya informatique voituresAvec non seulement le processeur et la RAM pour le traitement des données, mais également les périphériques d'E / S et l'accumulation d'informations.

EUM personnel -c'est micro-ordinateurAvoir des dispositifs d'affichage sur des écrans électroniques, ainsi que des périphériques d'entrée-sortie sous la forme d'un clavier et éventuellement - des périphériques de connexion aux réseaux informatiques.

Architecture micro-informatiquel'utilisation des autoroutes système - les périphériques auxquels les processeurs et les blocs de RAM sont connectés, ainsi que tous les périphériques d'E / S pour information.

En utilisant une autoroutevous permet de changer structure et structure micro-ordinateur - Ajoutez des périphériques d'E / S supplémentaires et créez la fonctionnalité des machines informatiques.

Stockage à long terme Les informations dans des ordinateurs modernes sont effectuées à l'aide de supports électroniques, magnétiques et optiques - disques magnétiques, disques optiques et unités de mémoire flash.

Architecture de l'EUM moderne.supposé de manière inappropriée par la mémoire à long terme, où les fichiers, les packages de programme, les bases de données et les systèmes d'exploitation de contrôle sont placés.

Grand ordinateur -des ordinateurs haute performance Avec une grande mémoire externe. Le grand ordinateur est utilisé comme réseaux informatiques et de vastes entrepôts de données.

Grand EUM. Utilisé comme base de l'organisation d'entreprise informations systèmeServir des sociétés industrielles et des autorités de l'État.

Supéri - c'est multiprocesseur l'ordinateur Avec une architecture complexe avec la plus grande productivité et utilisée pour résoudre des tâches informatiques surpipliques.

Expérience super email se réconcilier douzaines et centaines mille milliard Informatique exploitation par seconde. Dans le même temps, la quantité de transformateurs et l'architecture de l'ordinateur compliquent de plus en plus d'augmenter.

Contexte Neumann, non seulement proposez les principes fondamentaux du dispositif logique de l'ordinateur, mais également proposé sa structure reproduite lors des deux premières générations de l'ordinateur. Les blocs principaux sur le Neiman sont le dispositif de commande (UU) et un dispositif logique arithmétique (Alu) (généralement fusionné dans le processeur central), la mémoire, la mémoire externe, les périphériques d'entrée et de sortie. Il convient de noter que la mémoire externe diffère des périphériques d'entrée et de sortie au fait que les données à elle sont entrées dans le formulaire, un ordinateur pratique, mais inaccessible à la perception directe par l'homme. Ainsi, le dispositif de stockage sur les disques magnétiques fait référence à la mémoire externe et le clavier est un périphérique d'entrée, des appareils d'affichage et d'impression - de sortie.

Principes von nimanana

Le principe d'uniformité de la mémoire - les commandes et les données sont stockés dans la même mémoire et à l'extérieur de la mémoire de manière indiscernable. Vous ne pouvez reconnaître que l'utilisation de la méthode d'utilisation; C'est-à-dire que la même valeur dans la cellule de la mémoire peut être utilisée à la fois en tant que données et en tant que commande, et comme adresse seulement sur la méthode de l'attrait. Cela permet les mêmes opérations sur les équipes que les chiffres et, en conséquence, ouvre un certain nombre de possibilités. Ainsi, modifiant cycliquement la partie d'adresse de la commande, vous pouvez accéder aux éléments séquentiels de la matrice de données. Cette réception s'appelle la modification de la commande et du point de vue de la programmation moderne n'est pas la bienvenue. Plus utile est une autre conséquence du principe d'homogénéité lorsque les commandes d'un programme peuvent être obtenues à la suite de l'exécution d'un autre programme. Cette fonctionnalité est basée sur la diffusion - traduire le texte du programme d'une langue de haut niveau en une machine informatique spécifique.

Le principe de ciblé est structurellement la mémoire principale consiste en des cellules numérotées, avec un processeur à un moment arbitraire, une cellule est disponible. Les codes de commande binaires et les données sont divisés en unités d'informations appelées mots, et stockés dans des cellules de mémoire, et les numéros des cellules correspondantes sont utilisées pour y accéder.

Le principe de la gestion des logiciels est que tous les calculs prévus par l'algorithme de résolution de problèmes doivent être représentés en tant que programme composé d'une séquence de mots de contrôle - commandes. Chaque commande prescrit une opération à partir d'un ensemble d'opérations mises en œuvre par la machine de calcul. Les commandes du programme sont stockées dans des cellules de mémoire consécutives de la machine de calcul et sont effectuées dans une séquence naturelle, c'est-à-dire dans l'ordre de leur position dans le programme. Si nécessaire, en utilisant des commandes spéciales, cette séquence peut être modifiée. La décision de modifier la procédure d'exécution des commandes du programme est faite soit sur la base de l'analyse des résultats de l'informatique précédente, de manière inconditionnelle.

Le principe du codage binaire est conforme à ce principe, toutes les informations telles que les données et les commandes sont codées par des numéros binaires 0 et 1. Chaque type d'informations est représenté par une séquence binaire et a son propre format. La séquence des bits dans un format qui a une certaine signification s'appelle un champ. Dans les informations numériques, le signe et le domaine des décharges significatives sont généralement mis en évidence. Dans le format de commande, vous pouvez sélectionner deux champs: le champ de code de fonctionnement et le champ Adresses.

· Le principe du codage binaire

· Selon ce principe, toutes les informations entrant dans l'ordinateur sont codées à l'aide de signaux binaires (chiffres binaires, bits) et sont divisés en unités appelées mots.

· Le principe d'uniformité de la mémoire

· Les programmes et les données sont stockés dans la même mémoire. Par conséquent, l'ordinateur ne distingue pas qu'il est stocké dans cette cellule de mémoire - le numéro, le texte ou la commande. Sur les commandes, vous pouvez effectuer les mêmes actions que ci-dessus les données.

· Le principe de la déficience de la mémoire

· La mémoire principale structurellement est constituée de cellules numérotées; Un processeur dans un moment de temps arbitraire est disponible n'importe quelle cellule. À partir de là, il est nécessaire de donner des noms aux domaines de la mémoire, de sorte que les valeurs stockées dans elles puissent ensuite faire appel ou les modifier pendant l'exécution du programme à l'aide des noms attribués.

· Principe de la gestion des logiciels série

· Il suggère que le programme consiste en un ensemble de commandes effectuées par le processeur automatiquement après l'autre dans une séquence spécifique.

· Le principe de rigidité de l'architecture

· Inchancer le processus de fonctionnement de la topologie, de l'architecture, de la liste des commandes.

· Les ordinateurs construits sur ces principes appartiennent au type de Nymananovsky.

· La conséquence la plus importante de ces principes peut être appelée que le programme n'a pas été une partie permanente de la machine (telle que la calculatrice). Le programme est devenu possible de changer facilement. Mais l'équipement, bien sûr, reste inchangé et très simple.

· À titre de comparaison, l'ordinateur de l'ordinateur endiac (où il n'a pas été stocké dans la mémoire du programme) a été déterminé par des cavaliers spéciaux sur le panneau. Pour reprogrammer la machine (réglez les cavaliers d'une manière différente), cela pourrait être nécessaire non un jour. Et bien que des programmes d'ordinateurs modernes puissent être écrits des années, mais ils travaillent sur des millions d'ordinateurs après quelques minutes d'installation sur un disque dur.

· La machine Neumana von se compose d'un dispositif de stockage (mémoire) - ZOOM, un dispositif logique arithmétique - ALU, des dispositifs de commande - UU, ainsi que des dispositifs d'entrée et de sortie.

· Les programmes et les données sont introduits dans la mémoire à partir d'un dispositif d'entrée via un périphérique logique arithmétique. Toutes les commandes de programme sont enregistrées dans des cellules de mémoire adjacentes et les données de traitement peuvent être contenues dans des cellules arbitraires. Tout programme a la dernière commande doit être une commande de remplir le travail.

· La commande consiste en une indication de laquelle une opération doit être exécutée (des opérations possibles sur cette "matérielle" et des adresses de cellules de mémoire où les données sont stockées sur lesquelles l'opération spécifiée doit être effectuée, ainsi que les adresses de cellules où le résultat devrait être écrit (si vous avez besoin de l'enregistrer en mémoire).

· L'appareil logique arithmétique effectue les opérations spécifiées par les commandes des données spécifiées.

· À partir du périphérique logique arithmétique, les résultats sont affichés ou un périphérique de sortie. La différence fondamentale entre la mémoire et le périphérique de sortie est que les données sont stockées sous la forme qui convient à la traitement d'un ordinateur, et sur le périphérique de sortie (imprimante, moniteur, etc.) vient aussi pratique pour la personne.

· UU gère toutes les parties de l'ordinateur. Du dispositif de commande à d'autres périphériques, les signaux "Que faire" sont reçus et d'autres périphériques IU reçoit des informations sur leur état.

· Le dispositif de contrôle contient un registre spécial (cellule) appelé "Mètre de commande". Après avoir téléchargé le programme et les données dans la mémoire dans le compteur de commande, l'adresse de la première commande de programme est enregistrée. UU lit le contenu de la cellule de mémoire, dont l'adresse est dans le compteur de commande et la place dans un périphérique spécial - "Registre de la commande". L'UU définit le fonctionnement de la commande, "Notes" en mémoire, dont les adresses sont spécifiées dans la commande et contrôlent l'exécution de la commande. L'opération effectue un matériel allu ou informatique.

· À la suite de l'exécution de toute commande, le compteur de commande change par unité et indique donc le prochain programme du programme. Lorsque vous souhaitez exécuter la commande, ce qui n'est pas le suivant pour le courant et séparé de ce nombre d'adresses, la commande de transition spéciale contient l'adresse de la cellule où le contrôle est requis.

16) Structure et architecture du système informatique

Le système (à partir du système grecque est un entier composé du composé composé) est une combinaison d'éléments interagissant les uns avec les autres formant une certaine intégrité, une unité.
Le système informatique est une combinaison d'un ou plusieurs ordinateurs ou processeurs, équipements logiciels et périphériques, organisés pour effectuer conjointement des informations et des processus informatiques.
Une caractéristique distinctive du Soleil par rapport à l'ordinateur est la présence de plusieurs calculatrices qui mettent en œuvre un traitement parallèle.
Les principes de base de la construction posés dans la création du soleil:
la possibilité de travailler dans différents modes;
Modularité de la structure de techniciens et de logiciels, ce qui vous permet d'améliorer et de mettre à niveau les systèmes informatiques sans altérations autochtones;
Unification et normalisation des solutions techniques et logicielles;
hiérarchie dans l'organisation de la gestion des processus;
la capacité des systèmes d'adaptation, de soi-configuration et d'auto-organisation;
Fournir le service utilisateur nécessaire lors de la performance des calculs
Sur la nomination du soleil diviser sur
universel
Orienté problème
Spécialisé.
Universal est destiné à résoudre une vaste tâche de classe. Les problèmes sont utilisés pour résoudre un certain cercle de tâches dans une sphère relativement étroite. Spécialisé visent à résoudre une tâche de classe étroite
Par le type d'aéronef varie sur
Multimare
MultiProcesseur.
Le système informatique peut être construit sur la base des ordinateurs entier (Soleil multi-lait) ou sur la base de processeurs individuels (Soleil multiprocesseur).
Selon le type d'ordinateur ou de transformateurs distinguant
Uniformes - sont construits sur la base du même type d'ordinateurs ou de processeurs.
Systèmes inhomogènes - comprend différents types d'ordinateurs ou de processeurs.
Géographiquement, le soleil est divisé en:
concentré (tous les composants sont situés à proximité de l'autre);
distribué (les composants peuvent être situés à une distance considérable, par exemple, des réseaux informatiques);
Selon les méthodes de contrôle des éléments de l'aéronef distinguant
centralisé
Décentralisé
avec contrôle mixte.

Selon le fonctionnement de l'aéronef, les systèmes se distinguent par des systèmes opérant dans
Opératoire
modes temporels inertatifs.
De plus, le soleil peut être structurel
un seul niveau (il n'y a qu'un seul niveau de traitement de données);
Structures multi-niveaux (hiérarchiques). Dans les avions hiérarchiques, les machines ou les processeurs sont distribués à différents niveaux de traitement de l'information, certaines machines (processeurs) peuvent être spécialisées dans l'exécution de certaines fonctions.
La structure du système informatique.
La structure de l'aéronef est une combinaison des éléments complexés et de leurs connexions. Les éléments Sun sont des ordinateurs et des processeurs séparés.
La structure multiniveau décrite est mise en œuvre par le Soleil classique de quatre Neumanovsk et implique un traitement cohérent des informations sur un programme prédéterminé.
Architecture des systèmes informatiques. Classification des architectures du système informatique.
L'architecture du système est un ensemble de propriétés système essentielles à utiliser.
L'architecture informatique s'appelle sa description à un niveau général, y compris la description des fonctionnalités de programmation utilisateur, des équipes, des systèmes d'adressage, une organisation de la mémoire, etc.
L'architecture classique (fond d'architecture de Neiman) est un dispositif arithmétique et logique (AllU) à travers lequel le flux de données passe et un dispositif de contrôle (UU) à travers lequel le flux de commande passe est le programme. Ceci est un ordinateur de processeur unique.
Système d'informatique multimare. Plusieurs transformateurs sont inclus dans le système informatique, n'ont pas de bélier commun, et les uns des autres (locaux). Chaque ordinateur dans un système multimare a une architecture classique et un tel système est appliqué assez large.
Les plus anciens et les plus célèbres sont la classification des architectures de systèmes informatiques proposés en 1966 par M. Flynn.

· La classification est basée sur le concept de flux sous lequel la séquence d'éléments, commandes ou données traitées par le processeur est comprise. Basé sur le nombre de flux de commandes et de flux de données, Flynn met en évidence quatre architectures de classe: SISD, MISD, SIMD, MIMD.
SISD (flux d'instructions unique / flux de données unique) est un flux de commande unique et un flux de données unique. Cette classe comprend, tout d'abord, des machines série classiques, ou autrement, des machines du type Nimanan, par exemple PDP-11 ou VAX 11/780. Dans de telles machines, il n'y a qu'un seul flux de commandes, toutes les commandes sont traitées successivement par l'autre et chaque commande initie une opération avec un flux de données. Peu importe que le traitement du convoyeur peut être utilisé pour augmenter la vitesse de traitement des commandes et la vitesse des opérations arithmétiques - comme la machine CDC 6600 avec des périphériques fonctionnels scalaires et CDC 7600 avec convoyeur dans cette classe.
SIMD (flux d'instructions unique / flux de données multiples) - flux de commande unique et flux de données multiple. Dans les architectures de ce type, un flux de commandes est enregistré, y compris, contrairement à la classe précédente, commandes de vecteur. Cela permet une opération arithmétique immédiatement sur de nombreuses données - éléments du vecteur. La méthode d'exécution des opérations de vecteur n'est pas négociée, de sorte que le traitement des éléments vectoriels peut être effectué soit par une matrice de processeur, comme dans l'Illiac IV ou à l'aide d'un convoyeur, tel que dans la machine Cray-1.
MISD (flux d'instructions multiples / flux de données unique) - flux de commandes multiple et flux de données unique. La définition implique la présence dans l'architecture de nombreux processeurs traitant le même flux de données. Cependant, ni Flynn ni d'autres spécialistes du domaine de l'architecture informatique n'ont pas encore été en mesure de présenter un exemple convaincant d'un système informatique vraiment existant construit sur ce principe. Un certain nombre de chercheurs incluent des machines à convoyeurs à cette