Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Лекция 2. Computer Architecture




1. Преглед на компютърна архитектура

Компютърна архитектура е набор от инструменти, техники, правила, абстракции и характеристики, които дават основание за конкретното изпълнение и които могат да бъдат използвани като класификация атрибути на изчислителните разлика.

Средствата могат да включват система от централната част (един или повече процесори, които извършват преобразуване на данни, както и памет), комуникации (канали) и периферни устройства (IO устройства, дисплеи и съхранява информация).


Пример за приложни техники могат да бъдат специални таблици за определяне на местоположението на адресната информация в паметта. В най-простия случай, таблицата с данни съдържа имена и адресите им в мястото на паметта. В един по-сложен случай, таблицата съдържа информационна услуга (маркери), с което се определят необходимите адреси на паметта.

По правилата на взаимодействие са процесорни алгоритми с терминални устройства, алгоритми, изпълнява команди, изчислителни методи на физическо адреси на паметта и др.

При нива на абстракция, определени като архитектура, определящ принципите на една компютърна система и процесорни функции. Като пример, са следните нива на абстракция на компютърна архитектура:

- Система за архитектура - разделя функциите на обработка на данни, извършвани от системата и външната среда (потребители), комуникационната система към външната среда се извършва чрез двата набора от интерфейси - езици за програмиране и системен софтуер;

- Архитектурата на хардуерни и софтуерни граници - определя границата между хардуер (електронен логика и микропроцесорни грама) и операционната система;

- Контрол микропрограмата архитектура - определя граничните операции с използване на логически схеми и чрез фърмуер (програми, съхранявани в флаш памет);

- Софтуер архитектура - създава разделение на нива, използвани езици, модули и техники за изграждането им;

- Процесор архитектура - се определят организацията и интерфейса на процесора между процесора и комуникационните канали;

- Архитектурата на комуникационни канали - определя взаимодействието с периферия процесори;

- Мултипроцесор архитектура - създава разделение на функциите между преработвателите и техните взаимоотношения.

Архитектурата на хардуер може да бъде разделена на структурни, схема дизайн и проектиране архитектура. Всяка една от тези области има свой отличителен набор от показатели. Структурни индикатори позволяват да се установи наличието на функционални модули (блокове) и тяхната връзка с компютъра. Схема данни могат да се отнасят до характеристиките на микропроцесор комплекс. Разработване на показатели, свързани с издаването на




явление е особено прието дизайнерски решения. Последното може да бъде от решаващо значение за персонален компютър (PC) в изпълнение на изискванията на тяхното овластяване, т.е. изграждане на PC с отворена архитектура.

Софтуерна архитектура изследва архитектурен производителност на компютъра, от гледна точка на програмист. Тази структура данни се смята, сигнали и командна система, справяне режими достъпни софтуерни инструменти, методи и управление на основните режими на работа.

Архитектурата и спецификациите на хардуера определят характеристиките на целия компютър като хардуер и софтуер за обработка на сложни информация. Помислете за кратко историята на архитектурата на хардуер и тяхната класификация.

Най-общ начин за класифициране на компютърен хардуер архитектура се основава на концепциите за инструкция поток и потока от данни в компютърната структура. Съответно, този подход може да се идентифицира четири класа на компютърен хардуер структури (Фигура 3).

1. S1SD - архитектура с един поток инструкции и поток единствен данни. Управление носи един последователност от команди, всеки от които осигурява една операция с данните и допълнително предава следния екип за управление. В компютрите този тип команди се изпълняват последователно във времето само една обработка на елемент.

2. MISD - архитектура с множество инструкции потоци и единични данни Следователно сегашното, което е също така името на паралелното обработване на данните. Това е верига от последователно свързани процесори (микропроцесори), които се контролират от паралелен поток от команди. На входа на конвейера от паметта се предлага единен поток от данни, които преминават през всички процесори, всеки от които се прави обработка на данни под контрола на неговата инструкция поток и преминава резултатите на следващия процесор на веригата, който ги използва като суровини.

3. SIMD - архитектура с един поток инструкции и множество данни Затова шок. Процесор на тези машини има структура матрица, в която възлите включени голям брой относително прости елементи за обработка на високоскоростни, че може да има свой собствен или обща памет за данни. Единична поток инструкция генерира един общ блок за управление. Освен това, всички обработващи елементи едновременно изпълняват същата команда, но на различни операнди, които се доставят от множествена поток памет.

4. MIMD - архитектура с множество нишки на инструкции и данни. K

Тези структури включват многопроцесорни и multicomputer системи. Те могат да варират принципа на контрол (централизирана или децентрализирана), организацията на паметта (общо, разпределени или комбиниран) и структурата на връзки между компютри или преработватели. Гъвкавостта на MIMD структури позволява да се организира съвместна работа на компютри, които са част от тях, или преработватели за паралелизирано програма в решаването на сложен проблем, или отделен недопускане на работа на всички компютри в същото време за решаване на твърде много проблеми с помощта на независими програми. Долна по-подробно описание на някои общи структури повечето компютри.

Фигура 3 - и - SISD (един процесор), б - MISD (конвейер);

в - SIMD (вектор); г - MIMD (матрица)

Основните функции на компютъра определя заданието: обработката и съхранението на информация, обмен на информация с външни обекти. Допълнителни функции за повишаване на ефективността на основните функции на :. Осигурява са ефективен режим на работа, диалог с потребителя, висока надеждност и т.н. Горните характеристики на компютъра се осъществява с помощта на неговите компоненти: хардуер и софтуер.

Елементите на конструкцията на компютър. Структурно, компютър под формата на единица централната система, към която конекторите са свързани чрез външни устройства: допълнителна памет, клавиатура, дисплей, принтер, мишка и др.


Система за единица обикновено включва дънна платка, захранване, дискови устройства, връзки за допълнителни устройства и разширителни платки с контролери - Адаптери външни устройства.

Структура на компютъра - това е някакъв модел, който установява състава,

процедура и принципи на взаимодействие на съставните му части.

2. Standard PC архитектура

1. Нойман архитектура на компютъра.

Исторически, компютърна архитектура на фон Нойман е първата класическа изчислителна архитектура. Основни принципи на Neumann-рей компютър:

- Използването на двоичната система за номериране, за да представляват входовете

формация;

- Програми и данни се съхраняват в двоичен вид използване на рогозките с еднаква дължина, която ви позволява да ги запишете на споделеното устройство за съхранение и указания за това как да се програмира да се направи операцията по ция номера E;

- Управление на процеса на компютри се осъществява централно от последователно изпълнение на команди. Всеки отбор успява neniem осъществява една операция и изпраща следващата контрола команда;

- Компютърна памет има линейна организация, това означава, че се състои от серия от номерирани клетки;

- Се използва за контролиране езикови команди на машината, които да съответстват на основните операции, които се извършват последователно в продължение от елементарните операнди.

Тези принципи предвиждат изграждането на универсалната компютъра алгоритмично проста архитектура (Фигура 4) с минимален апарати турните разходи. Тази архитектура са първото поколение компютри.


Фигура 4 - Архитектура Neumann компютър


2. Архитектура postneymanovskih компютри

В момента отличава архитектурата на големи мейнфрейм - Mainframe (най-типичните представители са компютри IBM 360/370 серия и техните "потомци» ES9000) и мини архитектура, микро и персонални компютри.

Feature на мейнфрейм е успоредна и асинхронна операция процесор и специализирани входно-изходни процесори - IO канали камера. IO Channels напълно контролират всички периферни устройства. Взаимодействие с периферни канали и канали прекъсват, предоставена от системата за процесор. Ако изпълнението на програмата е необходимо в периферното устройство, процесорът инициализира канала за извършване на операцията, и след това продължава да се изпълни основната програма. След приключване на работата си, каналът съобщава процесор прекъсване. Тази архитектура е най-ефективен в разбирането на изпълнението, но изисква много разходи хардуер (канали, въведени така-О в своята архитектура по-сложна, отколкото на процесора), сложен за управление и да има по-ниска архитектурен надеждност.

Универсални компютри IBM 360/370 тип, използван в мулти- обработка режим tiprogrammnoy информация за много потребители и имат широка гама от периферни устройства. Типичен архитектура е показана на фигура

5.


Процесорът е с аритметично логическо устройство (ALU), централното звено за контрол (MC), единица на управление на паметта (PDL), и за мониторинг и диагностика устройството (UKiD). Аритметично логическо устройство (ALU) изпълнява аритметика и логически операции на двукомпонентни и бинарни кодирани десетични числа. Централният блок за управление (MC) фърмуера осигурява контрол на цялата обработка, заготовка прекъсва и времето. Unit Memory Management (VRU) осигурява комуникация процесор и входно-изходни канали с памет с произволен достъп (RAM), решение на конфликта при достъп до паметта и буфериране на информация, която се предава. Мониторинг и диагностично устройство (UKiD) осигурява непрекъснато наблюдение на функциониране на компютъра по време на инициализация на системата.

BMC е специализиран процесор IO и аз осигурява / O информация от инерционен периферното устройство (ПУ). Той работи в режим на уплътняване, което е, след като един байт данни четене / запис от периферна байт на евентуален обмен на информация с други по-висок приоритет единица (ако каналът е получила искане за размяна);

Селектор на канали също са специализирани процеси Сорс вход-изход, но те са проектирани да работят с бързи периферни rodeystvuyuschimi устройства като външни устройства за съхранение, дискови устройства. Каналът на скоростния работи в режим на селектора, тоест, ако започна да обменят информация с едно устройство, то може да не бъде прекъснат от друг, още по-висок приоритет устройство.

Всички периферни устройства са свързани към канал, чрез нейното управление устройство VA (W), която осигурява стандартна връзка на различни видове устройства към каналите.

Отличителна черта на мини, микро и персонални компютри е прост и надежден да експлоатира. Следователно, всички тези компютри са ime- опорна структура, в която процесорът е свързан с всички други компютърни единици (блокове памет, ROM, периферия) чрез един вид интерфейс обща шина (Фигура 6). С тази архитектура в този момент във времето е възможно обмена на информация само между два блока, единият от които е инкубатора (обикновено процесор или контролер директно Dos Tupa памет) и управлява процеса на предаване на информация обшивам автобус Коларов Thoraya се състои от три podshin - адрес автобус (A), трансфер на данни (D) и контрола на автобус ция (A). Цялостното управление на системния контролер интерфейс изпълнява среда на автобуса.


Архитектурата на персонален компютър (PC) произхожда от основната архитектура, но в процеса на нейното развитие, PC архитектура се превърна основава на система автобус, който включва: местен автобус процесор (L-местен автобус), автобус памет (M - автобус Memory), система автобус (S - System автобус), който свързва работата на всички компютърни модули в едно цяло, и външна (периферна) автобус (X - външна шина), свързани периферни устройства.

Фигурата показва, че взаимодействието на гумите, предоставяна от администраторите на гуми (CABG), които включват автобусни климатици и буферни елементи.


Всяка от тези гуми се състои от основни компонента: адреси

ва, данни и контрол.

Фигура 7 показва типичен набор от компютърни модули. Има микроконтролер ядро (PIF) включва модули и компоненти, които определят производителността на централния процесор и са свързани в паралел с неговите гуми. Директно към системната шина S тъмно свързва външни периферни устройства чрез разширителни слота и неговия обхват, може да варира. Периферия, която е свързана към външен широко не X, и разположени на дънната платка, осигурява минимално необходимите условия за работа на компютри.





; Дата: 06.01.2014; ; Прегледи: 1870; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.249.93.155
Page генерирана за: 0.019 сек.